第1章 基本概念

1.1 实物系统及其模型的建立

1.2 物质本质（运动）的相似

1.3 相似性原理、类比推理及其对仿真设计的影响

1.4 机电系统的一般性质

1.5 机械电子系统的模型

1.6 机电系统的数学模型

思考题

第2章 系统的半实物仿真

2.1 简单机电系统的半实物仿真

2.1.1 系统仿真

2.1.2 仿真作用

2.1.3 仿真分类

2.2 一阶系统的特性及其相似

2.2.1 典型机械元件及其特性

2.2.2 典型电气元件及其特性

2.2.3 机械系统的一阶模型

2.2.4 电气系统的一阶模型

2.2.5 拉普拉斯变换

2.2.6 一阶系统的解及其特性与相似

2.2.7 一阶系统阶跃输入的输出响应

2.3 二阶系统的特性及其相似

2.3.1 机械系统的二阶数学模型

2.3.2 电气系统的二阶数学模型

2.3.3 二阶系统的解及其特性与相似

2.3.4 二阶系统的阶跃响应

2.3.5 二阶系统的性能指标

2.4 控制器的设计

2.5 基于运算放大器模拟电路的半实物仿真

2.5.1 半实物系统的仿真

2.5.2 微机的接入

思考题

第3章 系统的数学建模及性能分析

3.1 引言

3.2 连续系统的数学模型

3.3 系统的频率特性分析

3.3.1 频率特性分析的输入——正弦信号

3.3.2 频率特性的含义

3.3.3 频率特性的表示方法

3.3.4 典型环节的频率特性

3.4 MATLAB工具箱的数学建模

3.4.1 数学模型的建立

3.4.2 数学模型的连接

3.4.3 时域分析

3.4.4 频域分析

3.5 Simulink仿真的数学建模

3.5.1 打开模型窗口的方法

3.5.2 模块的复制、移动与删除

3.5.3 模块的连接

3.5.4 模块名称的修改

3.5.5 模型文件的保存与打开

3.5.6 Simulink中的常用模块库

思考题

第4章 建模仿真在轮式移动平台设计中的应用

4.1 系统概述

4.2 机构分析的建模仿真—

4.3 运动控制的建模与仿真

4.3.1 运动学分析

4.3.2 动力学分析

4.4 实物平台模型的控制实例应用

思考题

第5章 机械传动系统的运动分析与仿真

5.1 关节式机械手的运动学建模

5.1.1 基于闭环矢量法的运动学建模

5.1.2 基于D—H法的系统运动学建模

5.2 机械传动系统的动力学建模

5.2.1 连杆上任意一点的速度计算

5.2.2 动能和位能的计算

5.2.3 动力学方程推导

5.3 机器人仿真实例

5.3.1 Robotics Tooibox简介

5.3.2 在MATLAB中安装Robotics Toolbox

5.3.3 FUMA560的MATLAB仿真

思考题

第6章 驱动系统的建模和仿真

6.1 概述

6.2 直流伺服电动机的建模与仿真

6.3 永磁无刷直流电机建模与仿真

6.4 永磁同步电动机建模与仿真

6.5 本章小结

思考题

第7章 飞行动力地面模拟系统的相似模型

7.1 系统主要参数

7.2 初步设计

7.2.1 设计任务设想

7.2.2 系统方案选择

7.2.3 驱动装置的选择

7.2.4 系统结构形式

7.2.5 微处理机选型

7.3 具体设计

7.3.1 设计重点

7.3.2 设计方法

7.3.3 安全问题

7.4 本章小结

思考题 2100433B

本教材首先对机电系统建模与仿真的相关概念进行了阐述和区分。然后介绍了相似原理及其在机电系统建模中的应用，更强调机和电这两个系统之间的相似。除了通常主要讨论数学模型的建立外，本教材还侧重介绍了实物、半实物模型的建立。在讲授完上述内容的基础上，介绍了建模、仿真和相似原理在典型机电系统中的应用，如：轮式移动平台、关节式机械手、驱动系统、飞行动力地面模拟系统等。

通过对本教材的学习，为本学科的进一步学习和科学研究奠定了基础，也可以在一定程度上弥补目前出版的教材主要偏重计算机数学仿真（即介绍运动控制中的建模仿真多、抽象符号和数学计算多，而物理系统和实践环节少），不利于学生全面地了解机、电系统综合知识的问题。

本书是在参考国内外相关文献的基础上，结合作者从事机械电子工程教学、研究工作的经验以及我国实际情况，按照理论联系实际的原则编写而成的。全书分为7章：第1章阐述了建模仿真的基本概念，以及机械系统和电气系统的相似；第2章介绍了系统的半实物模型，以及机电系统的一阶、二阶数学模型及其特性；第3章简要讨论了系统的数学模型的描述方法，以及计算机在建模仿真中的作用；第4章探讨了动力学模型的建立，动、静态特性测试方法，以及建模仿真在轮式移动平台中的应用；第5章以关节式机械手为例，介绍了机构分析和机械传动系统的运动学模型建立与仿真；第6章阐述了驱动系统（电机）的建模、实物仿真和数字仿真；第7章通过分析飞行动力地面系统，建立了数学模型加机械实物的仿真模型，然后运用相似原理，以电路替代原有机械系统，建立了简化模型。

各章后的思考题有的是帮助读者回顾本章的要点，有的则是引导读者进一步思考，不一定能在书中找到现成的答案。

本书共分6章,内容涉及机电系统的动力学方程、动力学仿真软件和试验建模方法;面向动力学模型和面向实体模型的机电系统仿真分析方法；重点介绍了MATLAB系统分析与设计工具在基于传递函数的伺服控制系统设计与仿真、基于状态空间模型的控制系统设计、模糊控制系统设计及仿真的应用；基于dSPACE的半物理仿真及辨识试验方法。

本书的特色在于突出机电系统的一体化设计思想,并结合机电系统研究的科研实践,在教材中充实了大量的应用实例,每章课后附有习题和思考题，增强了本书的实用性。本书可作为高等院校机械电子工程专业的研究生教材,也可作为相关专业、科技人员的参考资料。

第1章　绪论

1.1　机电系统概述

1.1.1　机电一体化技术产生的背景

1.1.2　机电一体化的基本概念

1.2　建模及仿真在机电系统设计与开发中的作用

1.2.1　机电系统开发的技术路线

1.2.2　仿真在机电系统设计中的作用

1.3　机电系统常用的计算机仿真软件

1.3.1　Pro/Engineer三维设计仿真软件

1.3.2　ANSYS有限元分析软件

1.3.3　ADAMS机械系统动力学仿真软件

1.3.4　MATLAB仿真软件

1.3.5　软件协作仿真技术

习题与思考题

第2章　机电传动系统建模方法

2.1　机电传动系统概述

2.2　机构的数学建模

2.2.1　机构的运动学建模

2.2.2　典型传动机构的动力学模型

2.2.3　系统的动力学模型

2.3　面向实体的机构建模

2.3.1　基于ADAMS的机械系统建模

2.3.2　基于MATLAB的机构建模

2.4　试验建模

2.4.1　辨识的基本概念

2.4.2　最小二乘辨识方法

2.4.3　频率响应法

……

第3章　机械传动系统的数字仿真分析

第4章　基于MATLAB的系统分析与设计

第5章　伺服系统的设计与仿真

第6章　半物理仿真及辨识试验

参考文献 2100433B

《机电液一体化系统建模与仿真技术》内容涉及系统仿真理论与算法，机械、液压、电控系统的建模与仿真，机电液一体化系统数字仿真软件平台与协同仿真系统、视景仿真系统、分布式交互仿真系统的实现等，并论述了机械系统动力学分析软件ADAMS、液压系统仿真软件AMESim、控制系统仿真软件MATLAB、分布式仿真平台和视景仿真软件VegaPrime等多领域专业仿真软件的应用与集成，最后给出了一个综合应用实例，详细阐述了机电液一体化系统建模与仿真的实现问题。 机电液一体化系统建模与仿真技术是一本详细论述机电液一体化系统的建模与仿真问题等内容的书。