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第1章 绪论1

1.1引言1

1.2机电一体化系统的基本构成2

1.2.1机电一体化系统的构成及其要素2

1.2.2系统要素的连接4

1.3机电一体化系统的关键技术5

1.3.1机电工程与系统工程5

1.3.2机电一体化系统的关键技术7

1.4机电一体化系统及其课程的发展8

1.4.1机电一体化系统发展趋势8

1.4.2课程的发展10

思考题与习题11

第2章 机电一体化系统分析基础12

2.1概述12

2.2系统工程方法论12

2.2.1系统研究基本方式12

2.2.2系统工程方法论14

2.3机电一体化系统分析的信息基础16

2.3.1数据与信息的基本概念16

2.3.2机电一体化通信系统基本模型18

2.3.3机电一体化系统的信息传输20

2.4机电一体化系统设计方法28

2.4.1系统设计原则28

2.4.2系统设计方法29

2.4.3机电一体化系统设计类型30

2.4.4机电一体化系统开发路线30

思考题与习题31

第3章 机电一体化系统建模与仿真32

3.1概述32

3.2机电一体化系统建模34

3.2.1机械系统建模34

3.2.2电路系统建模38

3.2.3机电模拟法40

3.2.4机电一体化系统建模43

3.3连续系统离散化与系统仿真模型48

3.3.1连续系统仿真模型的建立49

3.3.2连续系统按环节离散化54

3.3.3系统模型类型55

思考题与习题56

第4章 传感器与接口技术58

4.1传感器与接口电路的作用58

4.2传感器的分类58

4.3信号变换与传递过程描述60

4.4传感器接口电路中的噪声问题63

4.4.1噪声类型和特性63

4.4.2放大器等效噪声模型65

4.5传感器模拟信号电路分析68

4.5.1有源敏感元件接口电路分析68

4.5.2参数式敏感元件接口电路分析72

4.6基本转换电路84

4.6.1分压转换电路84

4.6.2差分转换电路85

4.6.3非差分桥式转换电路86

4.6.4调频电路86

4.6.5脉冲调宽电路87

4.7常用传感器接口信号放大电路87

4.7.1放大器的技术指标87

4.7.2测量放大器88

4.7.3隔离放大器92

4.7.4可编程增益放大器93

4.7.5电荷放大器94

4.8传感器的数字变换与数字接口95

4.8.1多路转换开关转换结构形式95

4.8.2传感器模拟信号采样/保持的几个问题97

4.8.3开关信号与接口98

4.8.4脉冲计数方式接口98

思考题与习题101

第5章 驱动系统设计102

5.1概述102

5.2机械传动机构103

5.2.1典型载荷分析103

5.2.2负载的力矩特性108

5.2.3机械传动机构选择与设计110

5.3电驱动系统119

5.3.1概述119

5.3.2直流伺服电动机与驱动120

5.3.3直流电动机的驱动电路133

思考题与习题136

第6章 机电一体化系统的控制技术138

6.1常规数字PID控制算法138

6.1.1 PID控制的基本原理138

6.1.2数字PID算法148

6.1.3数字PID控制器的实现151

6.2数字PID的改进算法152

6.3数字PID参数整定158

6.3.1采样周期选择158

6.3.2扩充临界比例度整定法159

6.3.3扩充响应曲线整定法160

6.4机电一体化系统的智能技术161

6.4.1概述161

6.4.2专家控制系统165

6.4.3模糊控制系统174

6.4.4人工神经网络184

思考题与习题192

第7章 机电一体化系统的电磁兼容性设计193

7.1概述193

7.1.1基本概念193

7.1.2电磁兼容性设计的目的196

7.1.3电磁兼容性设计基本内容和设计原则196

7.2电磁骚扰类型和传导耦合199

7.2.1电磁骚扰类型199

7.2.2传导耦合分析207

7.3电磁兼容性设计及干扰抑制技术221

7.3.1电磁兼容性控制技术221

7.3.2屏蔽技术223

7.3.3接地及搭接230

7.3.4滤波236

7.3.5低噪放大器设计问题238

7.3.6信号处理中的降噪问题242

7.3.7电源系统的抗干扰244

7.3.8数字信号线滤波器246

思考题与习题247

参考文献248