機電控制技術(shù)

內(nèi)容概要

本書是上海交通大學機械與動力工程學院的專業(yè)基礎(chǔ)課——“機電控制技術(shù)”的配套教材，本書從機械工程角度出發(fā)，理論聯(lián)系實際，突出工程應用，全面系統(tǒng)地介紹了機電控制基本器件——可編程控制器、單片機、工業(yè)控制計算機的組成、原理及應用，并在此基礎(chǔ)上，講述了機電系統(tǒng)的總體設(shè)計方法。全書是上交大一線授課教師在多年教學和實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，總結(jié)、吸取了國內(nèi)外機電控制的最新技術(shù)編寫而成的。    全書共分7章，主要內(nèi)容為：緒論、繼電器接觸器控制、可編程控制器、單片微機計算機技術(shù)、機電系統(tǒng)中的PC控制技術(shù)、機電控制系統(tǒng)設(shè)計綜合以及雙臂SCARA機器人系統(tǒng)設(shè)計實例。每章后附有復習參考題。    本書可作為高等院校機械類專業(yè)本科生教材，也適合從事工業(yè)測控及自動化、機電控制系統(tǒng)設(shè)計的工程技術(shù)人員自學參考。

書籍目錄

前言第1章  緒論  1.1  機電控制技術(shù)概述  1.2  機電控制技術(shù)的發(fā)展過程  1.3  機電控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)要素    1.3.1  機械本體    1.3.2  動力裝置    1.3.3  傳感及檢測裝置    1.3.4  控制裝置    1.3.5  執(zhí)行裝置    1.3.6  接口  1.4  機電控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)    1.4.1  檢測傳感技術(shù)    1.4.2  計算機與信息處理技術(shù)    1.4.3  自動控制技術(shù)    1.4.4  伺服系統(tǒng)技術(shù)    1.4.5  機械技術(shù)與精密機械技術(shù)    1.4.6  接口技術(shù)    1.4.7  系統(tǒng)總體技術(shù)  1.5  機電控制系統(tǒng)的設(shè)計方法    1.5.1  機電一體化產(chǎn)品的設(shè)計思想    1.5.2  機電一體化產(chǎn)品的設(shè)計方法  1.6  機電控制技術(shù)的發(fā)展前景  1.7  機電控制的技術(shù)、經(jīng)濟和社會效益  1.8  本課程的性質(zhì)和任務  復習參考題  參考文獻第2章  繼電器接觸器控制  2.1  常用低壓電器    2.1.1  開關(guān)電器    2.1.2  主令電器    2.1.3  熔斷器    2.1.4  交流接觸器    2.1.5  繼電器  2.2  電氣原理圖的畫法規(guī)則    2.2.1  電氣控制系統(tǒng)圖中的圖形符號和文字符號    2.2.2  電氣原理圖    2.2.3  電氣元件布置圖    2.2.4  電氣安裝接線圖  2.3  基本控制電路    2.3.1  啟動、自鎖與停止控制電路    2.3.2  連續(xù)工作與點動控制    2.3.3  多點控制    2.3.4  聯(lián)鎖控制    2.3.5  順序啟動控制  2.4  異步電動機的控制    2.4.1  異步電動機的啟動電路    2.4.2  異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制電路    2.4.3  異步電動機的制動電路    2.4.4  雙速異步電動機的調(diào)速控制  2.5  異步電動機的調(diào)速    2.5.1  電氣調(diào)速概述    2.5.2  交流調(diào)速    2.5.3  交流電動機的變頻調(diào)速  2.6  控制電路的設(shè)計    2.6.1  設(shè)計的基本原則、內(nèi)容和程序    2.6.2  電力拖動方案確定原則和電動機的選擇    2.6.3  控制線路的設(shè)計及元件選擇    2.6.4  控制系統(tǒng)的工藝設(shè)計    2.6.5  控制線路設(shè)計舉例  復習參考題  參考文獻第3章  可編程控制器  3.1  可編程控制器的概述    3.1.1  PLC簡介    3.1.2  PLC發(fā)展歷史    3.1.3  PLC特點  3.2  可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理    3.2.1  PLC基本結(jié)構(gòu)    3.2.2  PLC各組成部分的功能    3.2.3  PLC基本工作原理    3.2.4  PLC分類    3.2.5  PLC與繼電器接觸器控制系統(tǒng)及計算機的區(qū)別    3.2.6  可編程控制器FX與S7-200概述  3.3  FX系列編程元件及基本編程語言    3.3.1  F系列PLC中常用的編程器件與編程語言    3.3.2  基本邏輯指令    3.3.3  繪制梯形圖的基本規(guī)則    3.3.4  順序步進指令和編程    3.3.5  PLC控制系統(tǒng)設(shè)計方法  3.4  S7-200編程元件及基本編程指令    3.4.1  S7-200的編程元件    3.4.2  S7-200的基本編程指令    3.4.3  程序舉例    3.4.4  SIMATIC工業(yè)軟件  3.5  PLC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與通信    3.5.1  PROFIBUS概述    3.5.2  PROFIBUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)  復習參考題  參考文獻第4章  單片微型計算機技術(shù)  4.1  單片機概述    4.1.1  單片機的定義與種類    4.1.2  單片機的特點及應用場合    4.1.3  單片機的發(fā)展趨勢  4.2  AT89S系列單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理    4.2.1  單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)    4.2.2  單片機的引腳名稱及功能    4.2.3  單片機存儲器結(jié)構(gòu)  4.3  單片機指令系統(tǒng)    4.3.1  單片機指令格式    4.3.2  單片機尋址方式    4.3.3  單片機指令系統(tǒng)一    4.3.4  程序結(jié)構(gòu)及應用舉例  4.4  定時/計數(shù)系統(tǒng)    4.4.1  定時/計數(shù)器0、1結(jié)構(gòu)    4.4.2  定時/計數(shù)器0、1的工作方式    4.4.3  定時/計數(shù)器    4.4.4  定時器/計數(shù)器的應用    4.4.5  看門狗定時器  4.5  中斷系統(tǒng)    4.5.1  中斷系統(tǒng)構(gòu)成    4.5.2  中斷源    4.5.3  中斷的控制    4.5.4  中斷處理過程    4.5.5  中斷響應時間    4.5.6  中斷的應用  4.6  單片機并行口    4.6.1  并行口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)    4.6.2  并行口的工作原理    4.6.3  鍵盤與單片機的連接  4.7  串行通信    4.7.1  AT89S52的串行通信接口    4.7.2  串行通信的工作方式    4.7.3  串行口波特率的設(shè)置    4.7.4  串行通信技術(shù)應用  4.8  單片機應用系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)工具    4.8.1  單片機應用系統(tǒng)的設(shè)計方法和步驟    4.8.2  單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)工具    4.8.3  單片機在電動執(zhí)行器的控制器中應用  復習參考題  參考文獻第5章  機電系統(tǒng)中的PC控制技術(shù)  5.1  工業(yè)PC控制系統(tǒng)的基本原理和組成    5.1.1  工業(yè)PC控制系統(tǒng)的概念和組成    5.1.2  工業(yè)PC控制系統(tǒng)的特點    5.1.3  工業(yè)PC控制系統(tǒng)的分類    5.1.4  工業(yè)PC控制器的發(fā)展趨勢  5.2  工業(yè)PC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及擴展模塊    5.2.1  PC總線結(jié)構(gòu)介紹    5.2.2  工業(yè)PC控制系統(tǒng)的I/O電路設(shè)計    5.2.3  工業(yè)PC控制系統(tǒng)的功能模板選型5.3  PC總線工業(yè)控制器的通信技術(shù)    5.3.1  數(shù)字量I/O通信    5.3.2  異步通信技術(shù)  5.4  PC總線工業(yè)控制器的軟件技術(shù)    5.4.1  控制軟件概述    5.4.2  Windows平臺下的控制程序編制  復習參考題  參考文獻第6章  機電控制系統(tǒng)設(shè)計綜合  6.1  開環(huán)伺服系統(tǒng)設(shè)計    6.1.1  系統(tǒng)方案設(shè)計    6.1.2  機械系統(tǒng)設(shè)計    6.1.3  控制系統(tǒng)設(shè)計  6.2  閉環(huán)伺服系統(tǒng)設(shè)計    6.2.1  系統(tǒng)方案設(shè)計    6.2.2  系統(tǒng)性能分析    6.2.3  系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計    6.2.4  系統(tǒng)校正  6.3  伺服系統(tǒng)中的非線性因素考慮    6.3.1  飽和特性與死區(qū)特性的影響    6.3.2  間隙特性的影響    6.3.3  摩擦特性的影響    6.3.4  結(jié)構(gòu)彈性變形的影響  復習參考題  參考文獻第7章  雙臂SCARA機器人系統(tǒng)設(shè)計實例  7.1  雙臂教學機器人系統(tǒng)簡介    7.1.1  機器人系統(tǒng)簡介    7.1.2  主要功能  7.2  機械系統(tǒng)構(gòu)成    7.2.1  雙臂SCARA機器人的結(jié)構(gòu)    7.2.2  機電元件選型與構(gòu)成    7.2.3  末端執(zhí)行器    7.2.4  視覺系統(tǒng)組件介紹    7.2.5  機構(gòu)運動學分析  7.3  控制系統(tǒng)設(shè)計    7.3.1  控制系統(tǒng)硬件設(shè)計    7.3.2  控制系統(tǒng)軟件設(shè)計  7.4  教學演示功能示例    7.4.1  機器人教學    7.4.2  繪圖    7.4.3  人機對弈附錄

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　1.1　機電控制技術(shù)概述　　人類進入了一個新的世紀——21世紀。回顧過去的20世紀，人類的經(jīng)濟和科學技術(shù)發(fā)展成果超過了過去所有世紀的總和。傳統(tǒng)的學科正在脫胎換骨，新的學科不斷問世，技術(shù)的融合程度比任何一次技術(shù)革命都高。機電控制技術(shù)產(chǎn)生于這一背景之下，自然符合科技發(fā)展的規(guī)律，也是機械學科發(fā)展的必然結(jié)果。它使古老的機械工業(yè)煥發(fā)青春，也對社會的發(fā)展產(chǎn)生著極為深刻的影響?！　　皺C電一體化”這個名詞出現(xiàn)于20世紀70年代，日本從1971年開始提出了“mechatronics”這個英語合成名詞，其中詞首“mecha”表示mechanic（機械學），詞尾“tronics”表示electronics（電子設(shè)備或電子學），因此，從字面上講應該是機械電子學，通常稱之為機電控制技術(shù)或機電一體化技術(shù)。機電控制技術(shù)是機械、電子、計算機和自動控制等技術(shù)的有機結(jié)合，是在大規(guī)模集成電路和微型計算機為代表的微電子技術(shù)高度發(fā)展、向傳統(tǒng)機械工業(yè)領(lǐng)域迅速滲透、機械電子技術(shù)深度結(jié)合的現(xiàn)代工業(yè)基礎(chǔ)上，綜合應用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測試技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信號變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標，合理配置布局機械本體、執(zhí)行機構(gòu)、動力驅(qū)動單元、傳感測試元件、控制元件、微電子信息單元（接收、分析、加工、處理、生產(chǎn)、傳輸）和線路以及銜接接口元件等硬件元素，并使之在軟件程序和微電子電路邏輯的有目的的信息流向?qū)б拢嗷f(xié)調(diào)、有機融合和集成，形成物質(zhì)和能量的有序規(guī)則運動，在高功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)則成為一個以微電子技術(shù)為主導的現(xiàn)代高新技術(shù)支持下的機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品?！　　?/pre>








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