1绪论1

11机电一体化基本概念1

111机电一体化定义1

112机电一体化系统的基本结构要素1

113机电一体化相关技术2

114机电一体化的技术、经济和社会效益4

12机电一体化技术与现代制造业6

13机电一体化技术发展趋势6

习题与思考题7

2机电一体化系统的设计与评价8

21现代系统设计的特征8

22系统设计的评价分析方法9

221技术经济性分析10

222可靠性分析10

223其他系统评价分析13

23机电一体化产品设计与工程路线14

231基本设计和工程路线14

232市场调查与预测14

233构思比较与方案评价16

234详细设计17

235系统设计中的质量控制17

236制造工程质量管理18

24机电一体化系统主要技术参数与技术指标19

25制定机电一体化系统总体方案的一般步骤20

26典型机电一体化产品设计开发的工程路线21

261工业机器人的设计与开发21

262家用电器的设计与开发23

习题与思考题25

3机电一体化系统中的机械传动与液压气动执行装置26

31机械传动系统26

311机械传动系统的数学模型26

312机械传动系统的特性29

313机械传动装置34

32液压与气压执行装置43

321液压执行装置43

322气动执行装置46

33机械传动与液压气动执行装置的应用实例50

331基于液压驱动的6自由度并联机构50

332工件输送系统51

习题与思考题52

4传感技术及应用53

41传感器技术基础53

411传感器的组成53

412传感器的分类54

413传感器的基本特性56

414传感器的主要性能指标59

415传感器的输入、输出特性和对环境的要求59

416传感器的标定与校准60

42常用传感器及应用61

421电阻式传感器61

422电容式传感器67

423电感式传感器70

424磁电式传感器73

425压电式传感器76

426光电式传感器79

427热电式传感器83

428其他传感器84

43传感器的选用85

44基于传感器的计算机检测系统及应用实例86

441基于传感器的计算机检测系统的基本组成86

442地下穿孔机器人气动冲击头性能测试系统88

习题与思考题91

5机电一体化中的伺服传动技术92

51概述92

511伺服系统的结构组成及分类92

512伺服电动机93

513电力电子技术简介95

52直流伺服系统及应用98

521直流伺服系统结构和原理98

522直流伺服系统的稳态误差分析107

523直流伺服系统的动态校正108

53交流伺服系统及应用112

531异步型交流电动机的变频调速的基本原理及特性112

532异步电动机变频调速系统113

54步进电动机的驱动和控制116

541步进电动机116

542环形分配器117

543功率驱动器119

544提高系统精度的措施120

55电液伺服系统121

551电液位置伺服控制系统121

552电液速度伺服控制系统124

553电液力控制系统125

习题与思考题126

6机电一体化中的计算机技术127

61工业控制机127

611工业控制机的组成127

612工业控制机的分类128

613工业标准总线132

62单片机在机电一体化产品中的应用136

621MCS51单片机组成控制系统136

622单片机控制系统信息输入通道设计137

623单片机控制系统功率驱动接口设计139

624单片机控制系统人机界面设计142

625单片机应用系统设计144

626单片机应用系统实例145

63可编程逻辑控制器（PLC）及其应用152

631PLC的结构152

632PLC的工作原理155

633PLC控制系统的设计方法和步骤155

634PLC应用实例156

64计算机接口技术161

641并行输入/输出接口162

642数/模（D/A）转换接口166

643模/数（A/D）转换接口168

习题与思考题170

7机电一体化系统控制方法172

71机电一体化系统的数学模型172

711数学模型的类型172

712建立数学模型的步骤和方法172

713被控对象模型的辨识173

72PID控制181

721常规的PID控制181

722数字PID的改进算法184

723数字PID参数整定190

73常见复杂控制192

731串级控制应用实例193

732比值控制应用实例196

733前馈控制系统应用实例200

734自适应控制应用实例202

74模糊控制205

741模糊控制系统的组成及基本原理205

742模糊控制器的设计及应用209

75神经网络控制210

751神经细胞的基本结构210

752神经元的基本结构211

753神经网络模型212

754神经网络的学习212

755误差反向传播网络及其学习213

756神经网络的特点和局限性214

习题与思考题215

8典型机电一体化系统设计分析与综合216

81工业机器人216

811工业机器人的定义与发展216

812工业机器人的构成217

813典型的工业机器人——喷漆机器人218

82工艺装备——升降器智能检测装置222

821升降器智能检测装置设计要求222

822机械本体设计与原理223

823控制系统设计与原理226

83家用电器——洗衣机228

831全自动洗衣机单片机控制系统结构229

832模糊全自动洗衣机的控制软件230

833洗衣机物理量检测232

84特种机器人——地下穿孔机器人234

841地下穿孔机器人的总体构成及作业流程234

842地下穿孔机器人运动学分析237

843地下穿孔机器人本体设计240

844地下穿孔机器人气压传动系统244

845地下穿孔机器人控制系统244

85数控机床252

851CNC机床分类253

852CNC加工中心（MC）254

86机电一体化系统设计与综合258

861执行机构与驱动元件258

862驱动方式与传感器261

863控制方式与计算机263

864系统与工作环境266

习题与思考题267

参考文献269 2100433B