精密機械運動控制系統(tǒng)

出版時間:2009-8  出版社:科學(xué)出版社  作者:王興松  頁數(shù):258  
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前言

  作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的機械工業(yè),在計算機技術(shù)、控制理論、電子電力及傳感器技術(shù)等技術(shù)快速發(fā)展的帶動下,產(chǎn)品和生產(chǎn)體系結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大的變化,機電一體化成為機械系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢,也是信息技術(shù)帶動傳統(tǒng)機械產(chǎn)業(yè)的橋梁。機械運動控制技術(shù)作為機電一體化的關(guān)鍵組成部分,是機電一體化技術(shù)發(fā)展的具體體現(xiàn)和代表。它最初從機床數(shù)控、機器人和工廠自動化等技術(shù)中抽象發(fā)展而來,形成新的專門技術(shù)后,又大力促進了這些相關(guān)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展。  運動控制的學(xué)習(xí)和掌握對學(xué)生從事生產(chǎn)、科研等工作具有重要作用。為了適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展對人才的需求,在機械電子專業(yè)開設(shè)機械運動控制課程勢在必行。但是,現(xiàn)有運動控制教材幾乎全部由電機、電氣類專業(yè)的“電機與拖動”等教材改編而來,主要應(yīng)用對象仍然是電機、電氣類學(xué)生。為此我們針對機械類學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)特點和需要,編寫了這本教材。它有以下特點: ?。?)主要針對機械專業(yè)學(xué)生編寫,從機器人與數(shù)控機床控制系統(tǒng)中提煉出來,強調(diào)機械運動系統(tǒng)的整體建模、性能及精度分析;強調(diào)機電控制中的運動協(xié)調(diào)與速度規(guī)劃;強調(diào)運動控制系統(tǒng)的設(shè)計和使用需要,簡化了電機原理及電路設(shè)計;力求滿足機械類學(xué)生對精密運動控制新理論和新技術(shù)知識的需求?! 。?)增加了運動控制系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計和傳感測量的原理與選擇等內(nèi)容,結(jié)合機器人與數(shù)控機床等典型運動系統(tǒng)的分析,使學(xué)生更深入了解運動控制系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)、設(shè)計方法和精度分析。 ?。?)增加直線電機、微位移運動控制系統(tǒng)、精密測量等內(nèi)容,增加了原子力顯微鏡微位移運動控制、多軸聯(lián)動數(shù)控機床復(fù)雜協(xié)調(diào)運動控制系統(tǒng)等學(xué)科發(fā)展前沿成果介紹,體現(xiàn)了機械運動控制在高新技術(shù)發(fā)展中的價值?! 。?)與科研工作結(jié)合,增加了機械硬非線性補償問題的討論,并將所研制的活塞環(huán)梯形角測量儀、全向足球機器人、SCARA工業(yè)機器人等作為實例介紹分析。

內(nèi)容概要

本書針對機械類專業(yè)運動控制課程教學(xué)和實踐需要,重點介紹了機械運動控制系統(tǒng)的組成原理和具體應(yīng)用實例。全書共11章,內(nèi)容包括運動控制系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)、測量傳感器、運動控制系統(tǒng)的建模與分析、步進電機運動控制、直流伺服電機運動控制、交流伺服電機運動控制、微位移運動控制等基礎(chǔ)知識,還介紹了數(shù)控機床進給運動控制系統(tǒng)和機器人運動控制系統(tǒng)。本書內(nèi)容強調(diào)整體建模分析,重視自動化裝備運動控制系統(tǒng)的整體設(shè)計,在合理介紹基礎(chǔ)知識的同時,將多軸聯(lián)動數(shù)控機床、原子力顯微鏡微位移運動控制、智能儀器設(shè)計、移動機器人運動控制系統(tǒng)設(shè)計、運動系統(tǒng)非線性處理等前沿技術(shù)也融合在相關(guān)章節(jié)作了較深入的介紹。    本書可以作為機械類專業(yè)運動控制、機電控制課程教材,也可供從事數(shù)控機床、機器人、自動化裝備、紡織機械、輕工機械等相關(guān)機械類工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

前言  第1章 緒論  1.1 機械運動控制系統(tǒng)的內(nèi)容與分類    1.1.1 機械運動控制系統(tǒng)的定義、由來與內(nèi)容    1.1.2 機械運動控制系統(tǒng)的分類  1.2 機械運動控制系統(tǒng)的應(yīng)用    1.2.1 運動規(guī)劃    1.2.2 多軸插補    1.2.3 電子齒輪與電子凸輪    1.2.4 比較輸出與同步跟蹤    1.2.5 精密探針位置測量  1.3 機械運動控制系統(tǒng)中的非線性及其補償    1.3.1 機械運動控制系統(tǒng)中的連續(xù)與不連續(xù)非線性    1.3.2 機械運動控制系統(tǒng)中常見不連續(xù)非線性及其補償  1.4 機械運動控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢第2章 運動控制系統(tǒng)中的機械結(jié)構(gòu)  2.1 滑動螺旋傳動與滑動導(dǎo)軌    2.1.1 滑動螺旋傳動    2.1.2 滑動導(dǎo)軌  2.2 滾動螺旋傳動與滾動導(dǎo)軌    2.2.1 滾動螺旋傳動    2.2.2 滾動導(dǎo)軌  2.3 齒輪減速與諧波減速    2.3.1 齒輪減速器的型式與應(yīng)用    2.3.2 行星齒輪減速器的傳動比計算    2.3.3 諧波齒輪減速器  2.4 空氣靜壓技術(shù)與磁浮技術(shù)    2.4.1 空氣靜壓技術(shù)簡介及應(yīng)用    2.4.2 磁浮技術(shù)簡介及應(yīng)用第3章 機械運動控制系統(tǒng)中的位置測量  3.1 光電編碼器    3.1.1 增量式光電編碼器    3.1.2 光電編碼器的讀數(shù)原理    3.1.3 絕對式光電編碼器  3.2 直線光柵尺    3.2.1 光柵的概念    3.2.2 直線光柵的測量原理    3.2.3 直線光柵的信號處理電路    3.3 磁柵尺    3.3.1 磁柵尺的測量原理    3.3.2 磁柵尺的檢測電路  3.4 激光干涉測量  3.5 電容式傳感器    3.5.1 電容式傳感器的工作原理    3.5.2 變極距式電容式傳感器    3.5.3 變面積式電容式傳感器    3.5.4 電容式傳感器的特點  3.6 電感式傳感器    3.6.1 自感式傳感器    3.6.2 互感式(差動變壓器式)傳感器    3.6.3 渦流式傳感器第4章 機械運動控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型  4.1 機械運動系統(tǒng)的動力學(xué)方程  4.2 機械運動控制系統(tǒng)的非線性與線性化    4.2.1 典型的非線性系統(tǒng)    4.2.2 非線性系統(tǒng)的線性化    4.2.3 分析非線性系統(tǒng)的方法  4.3 機械運動控制系統(tǒng)中的運動規(guī)律設(shè)計    4.3.1 運動規(guī)律的相關(guān)概念    4.3.2 運動規(guī)律的設(shè)計    4.3.3 運動規(guī)律的設(shè)計實例——柔性臂殘余振動的控制 ……第5章 步進電機運動控制系統(tǒng)第6章 直流伺服電機運動控制系統(tǒng)第7章 交流伺服電機運動控制系統(tǒng)第8章 直線電機運動控制系統(tǒng)第9章 微位移運動控制系統(tǒng)第10章 數(shù)控機床的運動控制系統(tǒng)第11章 操作機器人的運動控制系統(tǒng)參考文獻

章節(jié)摘錄

  第1章 緒論  1.1 機械運動控制系統(tǒng)的內(nèi)容與分類  1.1.1 機械運動控制系統(tǒng)的定義、由來與內(nèi)容  作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的機械工業(yè),在新技術(shù)革命的帶動下,產(chǎn)品和生產(chǎn)體系結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大的變化,機電一體化成為機械系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢。隨著計算機技術(shù)、控制理論、電子電力及傳感器技術(shù)的發(fā)展,各國的機電一體化產(chǎn)品層出不窮。數(shù)控機床、工業(yè)機器人、智能機器人、汽車、儀表、家用電器、輕工機械、紡織機械、包裝機械、印刷機械、冶金機械、化工機械等眾多門類的機械產(chǎn)品,都在機電一體化趨勢的帶動下,朝著更高水平、更高精度、更高速度發(fā)展。機電一體化技術(shù)在改善人民生活、提高工作效率、節(jié)約能源、降低材料消耗、增強企業(yè)競爭力等方面起著極大的作用?! C械運動控制技術(shù)(簡稱運動控制)作為機電一體化的關(guān)鍵組成部分,取得了前所未有的大發(fā)展,國內(nèi)外眾多廠家相繼推出運動控制的新技術(shù)、新產(chǎn)品。簡單地說,運動控制就是對機械運動部件的位置、速度等,在自動控制理論的指導(dǎo)下,進行實時的控制和管理,使其在各種驅(qū)動裝置的作用下,按照預(yù)期的運動軌跡和設(shè)定的運動參數(shù)進行運動?! C械運動控制技術(shù)是伴隨著數(shù)控(CNC)技術(shù)、機器人技術(shù)(robotics)和工廠自動化技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。一般,運動控制系統(tǒng)是一個以控制器(如運動控制計算機)為核心,以電力電子功率變換裝置(如交流伺服馮區(qū)動器)為功率放大單元,以機電能量轉(zhuǎn)換裝置(如交流伺服電機)為驅(qū)動器,以機械執(zhí)行部件(如滾珠絲杠)為功能實現(xiàn)單元,組成的機械電子系統(tǒng)。圖1-1是一個工業(yè)機器人的運動控制系統(tǒng)構(gòu)造示意圖。

編輯推薦

  針對機械類專業(yè)學(xué)生、滿足其對精密運動控制新理論和新技術(shù)的需求,從實踐中來,《精密機械運動控制系統(tǒng)》內(nèi)容體系從機器人與數(shù)控機床控制系統(tǒng)中提煉,涵蓋運動控制系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計和傳感測量等內(nèi)容,介紹了機械運動控制在原子力微鏡微位移運動控制等學(xué)科發(fā)展前沿高新技術(shù)的應(yīng)用,結(jié)合了全向足球機器人等作者科研實例,易于教學(xué)。

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用戶評論 (總計8條)

 
 

  •   適合于研究機械控制的同學(xué),很不錯
  •   是專門針對機械專業(yè)的學(xué)生講解的電氣方面的知識,易懂
  •   當(dāng)當(dāng)?shù)乃拓浰龠f還是一如既往的給力,東西不錯,對工作很有幫助,值得推薦
  •   比較適合于初學(xué)的工程師,出了校門之后有幾年,需要再看看這些知識了。
  •   紙張,印刷都不錯,書的內(nèi)容,瀏覽了一下,挺適合我的
  •   專業(yè)性較強,值得認真學(xué)習(xí)!
  •   書很薄,且沒什么實質(zhì)的內(nèi)容。理論的內(nèi)容很淺,聯(lián)系實際的內(nèi)容也不多。對學(xué)機械出身的作為入門教材還可以,對學(xué)電氣出身的建議不要購買。
  •   理論原理性的太多,看了幾頁就看不下去了。
 

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