機(jī)電控制技術(shù)

內(nèi)容概要

本書是上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院的專業(yè)基礎(chǔ)課——“機(jī)電控制技術(shù)”的配套教材，本書從機(jī)械工程角度出發(fā)，理論聯(lián)系實(shí)際，突出工程應(yīng)用，全面系統(tǒng)地介紹了機(jī)電控制基本器件——可編程控制器、單片機(jī)、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的組成、原理及應(yīng)用，并在此基礎(chǔ)上，講述了機(jī)電系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方法。全書是上交大一線授課教師在多年教學(xué)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，總結(jié)、吸取了國內(nèi)外機(jī)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(jī)計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)電系統(tǒng)中的PC控制技術(shù)、機(jī)電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合以及雙臂SCARA機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例。每章后附有復(fù)習(xí)參考題。    本書可作為高等院校機(jī)械類專業(yè)本科生教材，也適合從事工業(yè)測控及自動(dòng)化、機(jī)電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程技術(shù)人員自學(xué)參考。

書籍目錄

前言第1章  緒論  1.1  機(jī)電控制技術(shù)概述  1.2  機(jī)電控制技術(shù)的發(fā)展過程  1.3  機(jī)電控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)要素    1.3.1  機(jī)械本體    1.3.2  動(dòng)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(jī)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(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)    1.4.3  自動(dòng)控制技術(shù)    1.4.4  伺服系統(tǒng)技術(shù)    1.4.5  機(jī)械技術(shù)與精密機(jī)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(jī)電控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法    1.5.1  機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思想    1.5.2  機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法  1.6  機(jī)電控制技術(shù)的發(fā)展前景  1.7  機(jī)電控制的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益  1.8  本課程的性質(zhì)和任務(wù)  復(fù)習(xí)參考題  參考文獻(xiàn)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(hào)和文字符號(hào)    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(dòng)、自鎖與停止控制電路    2.3.2  連續(xù)工作與點(diǎn)動(dòng)控制    2.3.3  多點(diǎn)控制    2.3.4  聯(lián)鎖控制    2.3.5  順序啟動(dòng)控制  2.4  異步電動(dòng)機(jī)的控制    2.4.1  異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電路    2.4.2  異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路    2.4.3  異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電路    2.4.4  雙速異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制  2.5  異步電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速  2.6  控制電路的設(shè)計(jì)    2.6.1  設(shè)計(jì)的基本原則、內(nèi)容和程序    2.6.2  電力拖動(dòng)方案確定原則和電動(dòng)機(jī)的選擇    2.6.3  控制線路的設(shè)計(jì)及元件選擇    2.6.4  控制系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)    2.6.5  控制線路設(shè)計(jì)舉例  復(fù)習(xí)參考題  參考文獻(xiàn)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(diǎn)  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(jì)算機(jī)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(jìn)指令和編程    3.3.5  PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(fù)習(xí)參考題  參考文獻(xiàn)第4章  單片微型計(jì)算機(jī)技術(shù)  4.1  單片機(jī)概述    4.1.1  單片機(jī)的定義與種類    4.1.2  單片機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用場合    4.1.3  單片機(jī)的發(fā)展趨勢  4.2  AT89S系列單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理    4.2.1  單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)    4.2.2  單片機(jī)的引腳名稱及功能    4.2.3  單片機(jī)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)  4.3  單片機(jī)指令系統(tǒng)    4.3.1  單片機(jī)指令格式    4.3.2  單片機(jī)尋址方式    4.3.3  單片機(jī)指令系統(tǒng)一    4.3.4  程序結(jié)構(gòu)及應(yīng)用舉例  4.4  定時(shí)/計(jì)數(shù)系統(tǒng)    4.4.1  定時(shí)/計(jì)數(shù)器0、1結(jié)構(gòu)    4.4.2  定時(shí)/計(jì)數(shù)器0、1的工作方式    4.4.3  定時(shí)/計(jì)數(shù)器    4.4.4  定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用    4.4.5  看門狗定時(shí)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(yīng)時(shí)間    4.5.6  中斷的應(yīng)用  4.6  單片機(jī)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(jī)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(yīng)用  4.8  單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)工具    4.8.1  單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和步驟    4.8.2  單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)工具    4.8.3  單片機(jī)在電動(dòng)執(zhí)行器的控制器中應(yīng)用  復(fù)習(xí)參考題  參考文獻(xiàn)第5章  機(jī)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(diǎn)    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(kuò)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(jì)    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(tái)下的控制程序編制  復(fù)習(xí)參考題  參考文獻(xiàn)第6章  機(jī)電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合  6.1  開環(huán)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)    6.1.1  系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)    6.1.2  機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)    6.1.3  控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)  6.2  閉環(huán)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)    6.2.1  系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)    6.2.2  系統(tǒng)性能分析    6.2.3  系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)    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(fù)習(xí)參考題  參考文獻(xiàn)第7章  雙臂SCARA機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例  7.1  雙臂教學(xué)機(jī)器人系統(tǒng)簡介    7.1.1  機(jī)器人系統(tǒng)簡介    7.1.2  主要功能  7.2  機(jī)械系統(tǒng)構(gòu)成    7.2.1  雙臂SCARA機(jī)器人的結(jié)構(gòu)    7.2.2  機(jī)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(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析  7.3  控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)    7.3.1  控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)    7.3.2  控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)  7.4  教學(xué)演示功能示例    7.4.1  機(jī)器人教學(xué)    7.4.2  繪圖    7.4.3  人機(jī)對(duì)弈附錄

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　1.1　機(jī)電控制技術(shù)概述　　人類進(jìn)入了一個(gè)新的世紀(jì)——21世紀(jì)?；仡欉^去的20世紀(jì)，人類的經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展成果超過了過去所有世紀(jì)的總和。傳統(tǒng)的學(xué)科正在脫胎換骨，新的學(xué)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(jī)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(jī)械學(xué)科發(fā)展的必然結(jié)果。它使古老的機(jī)械工業(yè)煥發(fā)青春，也對(duì)社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生著極為深刻的影響?！　　皺C(jī)電一體化”這個(gè)名詞出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代，日本從1971年開始提出了“mechatronics”這個(gè)英語合成名詞，其中詞首“mecha”表示mechanic（機(jī)械學(xué)），詞尾“tronics”表示electronics（電子設(shè)備或電子學(xué)），因此，從字面上講應(yīng)該是機(jī)械電子學(xué)，通常稱之為機(jī)電控制技術(shù)或機(jī)電一體化技術(shù)。機(jī)電控制技術(shù)是機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制等技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，是在大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)為代表的微電子技術(shù)高度發(fā)展、向傳統(tǒng)機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域迅速滲透、機(jī)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(yīng)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)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(hào)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(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)，合理配置布局機(jī)械本體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)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?，相互協(xié)調(diào)、有機(jī)融合和集成，形成物質(zhì)和能量的有序規(guī)則運(yùn)動(dòng)，在高功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)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(gè)以微電子技術(shù)為主導(dǎo)的現(xiàn)代高新技術(shù)支持下的機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品?！　　?/pre>








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