機(jī)電傳動與控制技術(shù)

前言

　　為適應(yīng)高等職業(yè)技術(shù)教育需要，以培養(yǎng)高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才為目標(biāo)，將機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)有機(jī)地結(jié)合，用電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這就需要一批機(jī)電一體化的復(fù)合型人才。為使機(jī)電一體化專業(yè)及非電子類專業(yè)學(xué)生盡快掌握電方面的綜合知識，我們編寫了這本《機(jī)電傳動與控制技術(shù)》。本書是從機(jī)電一體化技術(shù)需要出發(fā)，集電機(jī)、電機(jī)拖動、檢測技術(shù)、自動控制原理、電氣控制技術(shù)與PLC于一體。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能掌握電機(jī)、電器、拖動控制等必備的基礎(chǔ)理論，掌握常用的開環(huán)、閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作原理、特點(diǎn)及應(yīng)用場所，具備一定的分析及處理機(jī)電傳動與控制系統(tǒng)的實(shí)際能力，并了解最新控制技術(shù)在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用?！　「鶕?jù)編者多年的實(shí)踐和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)由于課時(shí)的限制，機(jī)電一體化等相關(guān)類專業(yè)學(xué)生開設(shè)的電專業(yè)課程較少，而且不系統(tǒng)。本書根據(jù)機(jī)械電子工程專業(yè)的需要獨(dú)自建立了內(nèi)容比較全面的體系，以培養(yǎng)高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才為目標(biāo)，在編寫中注重內(nèi)容和體系的改革，針對機(jī)電類專業(yè)對職業(yè)技術(shù)人員的知識和能力要求，經(jīng)過對課程改革方案的認(rèn)真討論和研究，最終確定以機(jī)電裝置原動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)為主線，著重于機(jī)電結(jié)合、機(jī)電控制，把“電機(jī)與電機(jī)拖動”、“傳感器檢測技術(shù)”、“自動控制原理”、“可編程控制器應(yīng)用”、“機(jī)電控制系統(tǒng)”等多門課程的內(nèi)容用一種新的體系組織起來，在講述了機(jī)電測量與控制所需要的最基本、最適用的電學(xué)知識的基礎(chǔ)上，力圖以掌握基本概念、強(qiáng)化實(shí)際應(yīng)用為重點(diǎn)，使學(xué)生在規(guī)定的學(xué)時(shí)內(nèi)掌握機(jī)電測量與傳動控制等所需要的最基本、最適用的電學(xué)知識，以培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)實(shí)踐適應(yīng)能力和應(yīng)變能力?！　”緯奶攸c(diǎn)是：本著專業(yè)技術(shù)課程切合工程應(yīng)用的教學(xué)原則，層次清晰地構(gòu)建了電氣控制技術(shù)從常規(guī)測量控制到可編程控制器控制的完整體系，并把涉及電方面的專業(yè)知識用一種新的體系組織起來；注重理論聯(lián)系實(shí)際，突出現(xiàn)代電氣測量控制的新技術(shù)和新產(chǎn)品；各章均有豐富的設(shè)計(jì)實(shí)例和習(xí)題，有利于學(xué)生掌握現(xiàn)代機(jī)電控制原理和工程設(shè)計(jì)方法。

內(nèi)容概要

本書共分7章。第1章：緒論，介紹機(jī)電測量與控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、基本含義、有關(guān)概念和基本要求；第2章：機(jī)電控制系統(tǒng)中的驅(qū)動電機(jī)，集中介紹了常用電動機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理及運(yùn)行特性；第3章：機(jī)電系統(tǒng)中的檢測技術(shù)，介紹了檢測技術(shù)的基礎(chǔ)知識以及位移、位置、壓力、速度、溫度等傳感器的原理和應(yīng)用；第4章：自動控制基礎(chǔ)，簡述了自動控制的基本原理及控制系統(tǒng)的分析方法；第5章：常用低壓電器，介紹了常用的低壓電器元件的工作原理、技術(shù)指標(biāo)、圖形和文字符號及用途；第6章：機(jī)電控制系統(tǒng)，介紹了常規(guī)電氣線路的基本控制原則和典型生產(chǎn)機(jī)械的常規(guī)電氣控制線路，并結(jié)合實(shí)例著重分析了直流傳動、交流傳動控制系統(tǒng)和步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)；第7章：可編程控制器，介紹了可編程控制器工作原理、西門子S7—200系列可編程控制器程序常用指令及PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。    本教材可作為高等工科院校機(jī)械電子工程以及相關(guān)類專業(yè)的現(xiàn)代測量控制技術(shù)教材，也可作為高職高專教育、成人教育的電氣控制與可編程控制器相關(guān)課程教材，還可以供機(jī)電行業(yè)的工程技術(shù)人員用作參考書或培訓(xùn)教材。

書籍目錄

1  緒論  1.1  機(jī)電傳動與控制系統(tǒng)的發(fā)展概況  1.2  控制系統(tǒng)的基本概念  1.3 本課程的性質(zhì)與任務(wù)2  機(jī)電傳動系統(tǒng)的驅(qū)動電動機(jī)  2.1  直流電動機(jī)  2.2  交流異步電動機(jī)  2.3  伺服電動機(jī)  2.4  步進(jìn)電動機(jī)  思考題與習(xí)題3  機(jī)電系統(tǒng)的檢測技術(shù)  3.1  傳感器的基礎(chǔ)知識  3.2  位移與物位的檢測  3.3  速度的檢測  3.4  壓力的檢測  3.5  溫度的檢測  思考題與習(xí)題4  自動控制基礎(chǔ)  4.1  概述  4.2  自動控制系統(tǒng)性能及評價(jià)  4.3  控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型  4.4  控制系統(tǒng)的時(shí)域分析  思考題與習(xí)題5  常用低壓電器  5.1  主電路中常用的低壓電器  5.2  控制電路中常用的電器元件  思考題與習(xí)題6  機(jī)電傳動控制系統(tǒng)  6.1  繼電器-接觸器控制系統(tǒng)  6.2  直流電動機(jī)控制系統(tǒng)  6.3  交流電動機(jī)控制系統(tǒng)  6.4  步進(jìn)電動機(jī)控制系統(tǒng)  思考題與習(xí)題7  可編程控制器  7.1  可編程控制器概述  7.2  可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理  7.3  S7系列可編程控制器  7.4  S7系列PLC的指令系統(tǒng)  7.5  可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用思考題與習(xí)題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1．1機(jī)電傳動與控制系統(tǒng)的發(fā)展概況　　原始的機(jī)械設(shè)備由工作機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)和原動機(jī)組成，控制方式由工作機(jī)構(gòu)和傳動機(jī)構(gòu)的機(jī)械配合實(shí)現(xiàn)。隨著以電氣元件為主的自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用，設(shè)備的性能不斷提高，使工作機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)大為簡化。主要由繼電器、接觸器、按鈕、開關(guān)等元件組成的機(jī)械設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)稱為繼電器接觸器控制系統(tǒng)。其主要控制對象是三相交流異步電動機(jī)，對電動機(jī)的啟動、制動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速和降壓等進(jìn)行控制。這種控制所用的電器一般不是“接通”就是“斷開”，控制是斷續(xù)的。所以，從控制性質(zhì)上看，這種繼電器一接觸器控制屬于斷續(xù)控制或開關(guān)控制。因其簡單、易掌握、價(jià)格低、易維修，許多通用機(jī)械設(shè)備至今仍采用這種控制系統(tǒng)。但是，它也存在功耗大、體積大、控制方式完全固定和不靈活的缺點(diǎn)?！　￠_關(guān)控制不能滿足對調(diào)速性能要求較高的生產(chǎn)機(jī)械，因此出現(xiàn)了直流發(fā)電機(jī)一電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。直流電動機(jī)具有啟動轉(zhuǎn)矩大、容易進(jìn)行無級調(diào)速的特點(diǎn)。但它需要直流電源，直流電源是由一臺交流電動機(jī)拖動一臺直流發(fā)電機(jī)提供的。這種直流發(fā)電機(jī)一電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的電壓和電流可以連續(xù)變化，屬于連續(xù)控制。目前龍門刨床、軋鋼機(jī)和造紙機(jī)等仍在應(yīng)用這種控制方式。但是，這種方式存在所用電機(jī)數(shù)量多、占地面積大、噪聲大和效率低等缺點(diǎn)。20世紀(jì)60年代后出現(xiàn)了晶閘管電動機(jī)自動調(diào)速系統(tǒng)，這種系統(tǒng)中的直流電源由晶閘管組成的可控整流電路提供，具有體積小、重量輕、效率高和控制靈敏等優(yōu)點(diǎn)，所以得到了普遍應(yīng)用?！　?0世紀(jì)80年代以后，由于半導(dǎo)體技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，使得交流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)有了突破性進(jìn)展。交流調(diào)速有許多優(yōu)點(diǎn)，單機(jī)容量和轉(zhuǎn)速可大大高于直流電動機(jī)，交流電動機(jī)無電刷與換向器，易于維護(hù)，可靠性高，能用于帶有腐蝕性、易爆性、含塵氣體等特殊環(huán)境中。與直流電動機(jī)相比，交流電動機(jī)還具有體積小、重量輕、制造簡單、堅(jiān)固耐用等優(yōu)點(diǎn)。

圖書封面

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