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单元一 机电一体化技术概述1

学习情境一 机电一体化的基本概念1

学习情境二 机电一体化系统的组成与实例2

一、机电一体化系统的组成2

二、机电一体化系统实例3

学习情境三 机电一体化相关技术及特点6

一、机电一体化相关技术6

二、机电一体化的特点和发展趋势7

复习思考题9

单元二 常用传感器和信号处理10

学习情境一 传感器概述10

一、传感器的分类11

二、传感器的特性12

学习情境二 常用模拟式运动和位置检测传感器13

一、电位器式传感器14

二、电感式传感器15

三、电容式传感器17

四、感应同步器19

五、磁电式传感器20

六、霍尔传感器21

七、压电式传感器22

八、电阻应变式传感器22

学习情境三 常用数字式运动和位置检测传感器23

一、光栅传感器23

二、光电编码器24

三、磁栅传感器26

学习情境四 电子开关26

一、电容式接近开关27

二、电感式接近开关27

三、光电式接近开关27

四、霍尔磁电开关28

学习情境五 传感器的选用29

一、传感器的选用原则29

二、运动参数测量传感器的选用30

学习情境六 传感器信号处理电路31

一、信号隔离电路31

二、放大电路34

三、滤波电路35

四、A/D转换电路36

复习思考题36

单元三 执行装置及其驱动技术37

学习情境一 步进电动机及其驱动37

一、步进电动机的分类和原理38

二、步进电动机的参数及性能指标40

三、步进电动机的驱动41

学习情境二 直流伺服电动机及其驱动45

一、各种不同的直流伺服电动机46

二、直流伺服电动机机械特性和调节特性47

三、直流伺服电动机的驱动电路48

学习情境三 交流伺服电动机及其驱动50

一、永磁无刷直流电动机51

二、两相异步交流伺服电动机52

三、三相异步交流伺服电动机54

四、矢量控制57

学习情境四 液压执行装置简介58

一、液压缸58

二、液压马达59

三、伺服阀60

复习思考题61

单元四 机电一体化中的机械系统62

学习情境一 机电一体化系统的常用传动机构62

一、滚珠丝杠螺母机构63

二、齿轮传动机构70

三、同步带传动机构77

四、间歇传动机构81

五、其他传动机构86

学习情境二 机电一体化系统的常用导向支承部件88

一、导轨的组成和分类88

二、滑动导轨88

三、滚动导轨89

四、液体静压导轨91

学习情境三 轴系92

学习情境四 机械执行机构97

学习情境五 机械结构对系统的影响及其改善措施101

一、机械结构对系统的影响101

二、机械结构的改善103

复习思考题105

单元五 机电一体化中的控制计算机106

学习情境一 单片机106

一、AT89C51单片机的组成与引脚功能107

二、AT89C51单片机构成的控制系统113

三、单片机的输入通道114

四、单片机的输出通道118

学习情境二 可编程控制器123

一、PLC工作原理和组成123

二、S7-300系列PLC简介128

学习情境三 工业计算机139

一、总线技术140

二、工业标准总线140

三、工业计算机应用145

复习思考题146

单元六 自动控制技术147

学习情境一 机电一体化控制系统概述147

一、机电一体化控制系统分类147

二、机电一体化控制系统的基本要求149

学习情境二 经典控制理论和技术149

一、机电一体化系统的数学模型150

二、时域分析及动态性能154

三、频域分析及稳态性能158

四、系统的稳定性164

五、系统的补偿和校正166

学习情境三 计算机控制技术168

学习情境四 PID控制算法171

一、PID控制原理171

二、PID调节器的结构及特性172

学习情境五 模糊控制177

复习思考题179

单元七 应用实例180

学习情境一 针式打印机180

一、针式打印机简介180

二、针式打印机的结构181

学习情境二 视频播放机VCD189

一、VCD影碟机的基本结构189

二、VCD影碟机的机械部分192

三、VCD影碟机的电路部分193

学习情境三 全自动洗衣机198

一、全自动洗衣机简介198

二、全自动洗衣机的电气部分及控制系统199

复习思考题202

参考文献203