机电控制技术基础-第2版 任同 9787564355760 西南交大出版社有限公司 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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任同 著

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出版社： 西南交大出版社有限公司

ISBN：9787564355760

商品编码：29279494439

出版时间：2017-06-01

书名	机电控制技术基础-D12版
定价	35.00
ISBN	9787564355760
出版社	西南交大出版社有限公司
作者	任同
编号	1201555809
出版日期	2017-06-01
印刷日期	2017-06-01
版次	2
字数	364千字
页数	226

D11章概论 1.1机电控制系统的概念 1.2机电传动的目的 1.3机电传动系统的组成 1.4机电传动的任务 1.5机电传动控制技术的发展概述 1.6课程的性质 1.7课程的任务 1.8对本课程学习的基本要求 思考与练习 D12章机电传动系统的动力学基础 2.1机电传动系统的运动方程式 2.2生产机械的负载转矩特性 2.3机电传动系统稳定运行分析 思考与练习 D13章直流电机的工作原理及特性 3.1直流电机的工作原理和基本结构 3.2直流电机的机械特性 3.3直流他励电动机的启动特性 3.4直流他励电动机的调速特性 3.5直流他励电动机的制动特性 思考与练习 D14章交流电动机的工作原理及特性 4.1三相异步电动机的结构和工作原理 4.2异步电动机的额定参数 4.3三相异步电动机的转矩与机械特性 4.4三相异步电动机的启动特性 4.5三相异步电动机的调速方法与特性 4.6三相异步电动机的制动特性 4.7单相异步电动机 4.8三相同步电动机 思考与练习 D15章控制电机 5.1交流伺服电动机 5.2直流伺服电动机 5.3直流力矩电动机 5.4小功率同步电动机 5.5直线电动机 思考与练习 D16章继电器-接触器控制 6.1机床常用低压电器 6.2机床电器基本控制电路 6.3典型机床电气控制线路分析及设计 思考与练习 D17章可编程控制器原理及应用 7.1可编程控制器的结构及工作原理 7.2可编程控制器的功能和特点 7.3PLC的编程元件 7.4PLC可编程控制器的编程语言 7.5PLC的应用 思考与练习 D18章直流传动控制系统 8.1调速系统的静态及动态指标 8.2晶闸管-电动机直流传动控制系统 8.3直流脉宽调速系统 思考与练习 D19章交流传动控制系统 9.1晶闸管交流调压调速系统 9.2串级调速系统 9.3变频调速系统 思考与练习 附录1常用电器元件图形符号、文字符号一览表 附录2机床电气控制技术虚拟实验简介 参考文献

本科及以上

本书是根据机械设计制造及其自动化专业“机电控制技术基础”课程教学大纲而编写。全书共有9章、2个附录 内容包括：机电传动系统的动力学基础 直流电机 交流电动机 控制电机 继电器-接触器控制 可编程控制器 直流传动控制系统 交流传动控制系统以及我们开发的继电器、接触器虚拟实验系统简介等。本书突出机电结合的特点 力求理论联系实际 以电机及电机控制为主线 讲述电机拖动在控制系统中的应用。课程体系新 内容简洁、实用 由浅入深 重点突出 每章附有思考与练习 便于自学。本书可作为机械设计制造及其自动化专业、机械电子工程专业本科生的教材 也可作为机械类或近机类专业高职、电大、自考、网络教育学生的教材和其他机械类、机电类与相近机电类专业本科生或研究生的教材 还可供从事机电一体化工作的工程技术人员参考。

现代制造的核心驱动力：揭秘机电一体化控制的奥秘 在日新月异的科技浪潮中，制造业正以前所未有的速度迈向智能化、自动化和高效化。而在这场深刻的变革背后，机电一体化控制技术无疑扮演着举足轻重的角色。它巧妙地融合了机械工程的坚实骨架与电子电气工程的敏锐神经，赋予了机器生命，使其能够感知、判断并精准执行复杂的任务。本文旨在深入浅出地剖析机电一体化控制技术的核心概念、关键组成部分及其在现代工业中的广泛应用，为读者勾勒出一幅清晰的技术图景，展现其作为现代制造核心驱动力的强大力量。 一、 机电一体化控制技术：技术融合的典范 机电一体化（Mechatronics）并非简单的学科叠加，而是技术深度融合的产物。它将机械设计、材料科学、传感器技术、驱动技术、微电子技术、计算机技术、信息技术以及控制理论等多个学科领域有机地结合起来，旨在设计和制造出具有更优性能、更高效、更灵活、更智能的机电设备。其核心理念在于从整体系统最优化的角度出发，打破传统学科界限，实现“1+1>2”的协同效应。 1. 机械基础：机电设备的形体与支撑 任何复杂的机电一体化系统，其物理实体都离不开精密的机械结构。机械设计是机电一体化系统的基础，它负责定义系统的运动方式、传动路径、能量转换机制以及整体的刚度和精度。这包括对各种机械零件（如齿轮、连杆、轴承、丝杠等）的选型与设计，对机构的运动学和动力学进行分析，以及对材料的力学性能、摩擦磨损特性等进行考量。一个优秀的机械设计能够保证机电设备的稳定运行，减少能量损耗，并为后续的电子控制提供可靠的平台。例如，在工业机器人手臂的设计中，精确的连杆机构、高效的减速器以及高强度的材料是保证其运动精度和负载能力的关键。 2. 电子电气技术：机电设备的“大脑”与“神经” 电子电气技术为机电一体化系统提供了感知、决策和执行的能力，是其实现智能化和自动化的核心。 传感器技术： 传感器是机电设备感知外界环境和自身状态的“眼睛”和“耳朵”。它们能够将物理量（如位移、速度、加速度、力、温度、压力、光照等）转换成电信号，输入到控制系统中。常见的传感器包括编码器（用于测量角位移和线位移）、测速电机（用于测量速度）、力传感器（用于测量力）、接近开关（用于检测物体是否存在）以及各种环境传感器等。传感器的精度、响应速度和可靠性直接影响到整个控制系统的性能。 驱动技术： 驱动器是机电设备执行指令的“手脚”。它们接收来自控制器的电信号，并将其转换成驱动机械部件运动的能量。常见的驱动器包括电机（直流电机、交流电机、步进电机、伺服电机等）、液压驱动器和气动驱动器。伺服电机因其高精度、高响应速度和良好的动态性能，在现代机电一体化系统中得到广泛应用。驱动技术的选择取决于被控对象的特性、所需的运动精度和速度要求。 微电子与嵌入式系统： 微电子技术的发展催生了微控制器（MCU）和数字信号处理器（DSP）等高性能的计算单元，它们构成了机电控制系统的“大脑”。嵌入式系统是将微处理器、存储器和输入输出接口等集成在一起，专门用于执行特定控制任务的计算机系统。它们能够实时处理传感器信号，执行复杂的控制算法，并向驱动器发出控制指令。随着芯片工艺的不断进步，嵌入式系统的处理能力越来越强，功耗越来越低，体积也越来越小，为机电一体化技术的普及提供了坚实的技术基础。 3. 控制理论与算法：机电设备的“智慧”与“决策” 控制理论是指导机电一体化系统如何实现精确、稳定和高效运行的科学。它研究如何设计控制器，使其能够根据系统的输入（期望状态）和输出（实际状态），通过算法来调整执行器的输出，从而使系统的输出尽可能地接近期望状态。 经典控制理论： 如PID（比例-积分-微分）控制，是目前应用最广泛的控制方法之一。通过对误差信号的比例、积分和微分三个分量进行加权求和，PID控制器能够有效地消除稳态误差，抑制瞬态响应，并提高系统的稳定性。 现代控制理论： 如状态空间法、最优控制、自适应控制和模糊控制等，能够处理更复杂、更高阶的系统，并实现更精细的控制。例如，机器人关节的运动控制，往往需要用到更复杂的模型预测控制或模糊逻辑控制，以应对多关节耦合、非线性动力学等挑战。 数字控制： 随着数字计算机的普及，数字控制已经取代了大部分模拟控制。数字控制器能够实现更复杂的控制算法，更精确的信号处理，并且易于进行软件升级和参数调整。 4. 信息技术：连接与协同的纽带 信息技术在机电一体化系统中扮演着越来越重要的角色，它实现了信息的采集、传输、处理和共享，从而促进了系统的集成化、网络化和智能化。 通信协议： 现场总线（如CAN、Ethernet/IP、Profibus等）和工业以太网技术，使得不同模块、不同设备之间的信息交互更加高效和可靠，实现了分布式控制和集中管理。 数据采集与处理： 传感器采集的大量数据，通过信息技术被实时采集、存储和分析，为系统的优化和故障诊断提供依据。 人机交互： 图形用户界面（GUI）和触摸屏等技术，使得操作人员能够方便地与机电设备进行交互，设置参数，监控运行状态，并接收报警信息。 工业物联网（IIoT）： IIoT将机电设备连接到互联网，实现了设备间的互联互通，以及与云端平台的协同工作，进一步推动了制造业的智能化转型。 二、 机电一体化控制技术的典型应用 机电一体化控制技术已渗透到现代工业的各个角落，极大地提升了生产效率、产品质量和自动化水平。 1. 工业自动化：智能制造的基石 工业机器人： 工业机器人是机电一体化技术最典型的代表，它们集成了高精度机械臂、高性能伺服系统、先进的传感器和智能控制算法，能够在生产线上执行装配、焊接、喷涂、搬运等重复性或危险性任务，大大提高了生产效率和产品一致性。 数控机床： 数控（CNC）机床通过数字程序控制刀具的运动，实现零件的高精度加工。其核心在于精密的机械传动系统、高性能的伺服驱动系统以及强大的数控系统，能够实现复杂的加工轨迹和高效率的生产。 自动化生产线： 自动化生产线将多个机电设备有机地组织起来，通过输送系统和信息通信技术实现流程的自动化。从物料的自动上下料，到产品的自动检测和分拣，整个生产过程几乎无需人工干预，极大地提高了生产效率和灵活性。 2. 汽车工业：从机械到智能的飞跃 发动机控制单元（ECU）： ECU集成了传感器、微处理器和执行器，能够实时监测发动机的运行状态，并根据预设的控制策略优化燃油喷射、点火时机等参数，从而提高燃油经济性、降低排放并提升动力性能。 电子稳定控制系统（ESC）： ESC通过监测车轮速度、转向角等信息，在车辆发生侧滑时，通过制动器和发动机扭矩的精确控制，帮助驾驶员恢复车辆的稳定，大大提升了行车安全性。 自动驾驶技术： 自动驾驶技术更是机电一体化控制的集大成者，它融合了激光雷达、摄像头、毫米波雷达等多种传感器，以及强大的感知、决策和控制算法，实现了车辆在复杂交通环境下的自主导航和行驶。 3. 航空航天：对精度与可靠性的极致追求 飞行控制系统： 飞机上的飞行控制系统通过传感器感知飞行姿态、大气参数等信息，并控制飞机的舵面、发动机推力等，实现精确的航线跟踪和稳定的飞行。 起落架控制系统： 起落架的展开、收起以及减震系统，都需要精密的液压和电子控制，以确保飞机在起降过程中的安全。 导航与制导系统： 航空器的导航与制导系统，集成了惯性导航、GPS等多种定位技术，以及高精度的控制算法，确保航空器能够按照预定航线精确飞行。 4. 医疗器械： precision is paramount 手术机器人： 手术机器人通过精密的机械臂和高分辨率的视觉系统，能够辅助医生进行微创手术，实现比人手更稳定、更精确的操作，减少创伤，加快恢复。 影像诊断设备： CT、MRI等影像诊断设备，需要高精度的机械扫描装置和复杂的电子控制系统，以获取高质量的医学影像。 康复训练设备： 智能康复训练设备利用传感器和控制技术，能够根据患者的身体状况，提供个性化的康复训练方案，加速康复进程。 5. 家用电器：从基础功能到智能互联 从智能冰箱的食材管理，到智能洗衣机的多种洗涤模式，再到智能空调的温度自动调节，家用电器正逐渐融入机电一体化控制技术，为我们的生活带来更多便利和舒适。 三、 未来展望：走向更智能、更协同的未来 随着人工智能、大数据、物联网等新技术的飞速发展，机电一体化控制技术正迎来更广阔的发展空间。 人工智能的深度融合： AI将进一步提升机电控制系统的智能化水平，使其具备更强的学习、预测和自主决策能力，实现更高级别的自动化。 柔性化与网络化： 未来的机电设备将更加柔性化，能够快速适应不同的生产需求，并通过物联网实现更广泛的互联互通和协同工作。 人机协作的深化： 随着机器人技术的进步，人机协作将更加紧密，人与机器将协同工作，发挥各自的优势，共同完成复杂的任务。 绿色与可持续发展： 机电一体化技术将在节能减排、提高资源利用率方面发挥更大的作用，推动制造业向绿色、可持续方向发展。 结语 机电一体化控制技术是现代科技进步的重要体现，也是推动工业发展和社会进步的关键力量。它不仅仅是机械与电子的简单结合，更是智慧与创新的结晶。理解和掌握机电一体化控制技术，对于投身于现代制造业、科技创新领域的人们而言，至关重要。它将为我们打开通往智能制造、智慧生活的大门，塑造更加美好的未来。

评分☆☆☆☆☆

作为一个业余爱好者，对机械和电子的结合总是充满了好奇。之前尝试过一些DIY项目，但总觉得缺乏理论指导，做到后面就卡住了，不知道如何优化，也不知道为什么这样做。所以，一直在寻找一本能够系统介绍机电控制原理的书。我比较看重的是书的系统性，希望它能够从最基本的传感、执行、控制这几个环节开始，层层深入，把各个部分之间的联系讲清楚。我不太喜欢那种“跳跃式”的教学，比如直接就讲复杂的PID控制，而没有交代清楚为什么需要PID，PID的作用是什么。我更希望能够了解到，一个机电系统是如何感知外部环境的，如何根据感知到的信息做出决策，又如何通过执行器来完成动作的。此外，如果书中能够包含一些不同类型的传感器和执行器的介绍，以及它们各自的特点和适用场景，那就更完美了。毕竟，选择合适的组件是构建一个成功机电系统的第一步。我对算法的深度要求不是很高，但希望能理解基本原理，知道它们是如何工作的，以及在什么情况下应该使用哪种算法。这本书的出版社和作者也让我觉得有一定的保障，希望它能够真正帮助我理清思路，不再是零散的知识点堆砌，而是构建起一个完整的知识体系。

评分☆☆☆☆☆

最近在学习一些基础的机械和电气集成相关的知识，碰巧看到了这本书，虽然不是我专业领域最核心的书籍，但作为拓展阅读，了解一下大概的原理还是挺有益的。这本书的封面设计就比较朴实，让人感觉很扎实，不像一些“花里胡哨”的书籍那样，可能更侧重于内容的深度和实用性。拿到手里，沉甸甸的，纸张的质感也还不错，翻阅起来手感很好，这一点对于需要经常翻阅的工具类书籍来说，是相当重要的。我更倾向于从概念入手，去理解一个技术是如何产生的，它解决了什么问题，然后再去深究具体的实现细节。所以，我希望这本书能够提供一个清晰的逻辑框架，让我能循序渐进地掌握核心概念，而不是一开始就陷入复杂的公式和算法。当然，如果能有一些实际案例的分析，那就更好了，毕竟理论结合实践才能真正学好一门技术。我比较关注的是，它会不会过于偏重理论，而忽略了工程实践中的一些“坑”。毕竟，书本上的知识和实际操作往往存在一些差距，能够提前了解到这些潜在的难点，对我未来的学习和工作都会非常有帮助。总的来说，我对这本书的期待是，它能为我打开一扇通往机电控制世界的大门，让我能够清晰地看到这个领域的全貌，并且为我今后的深入学习打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

最近的工作涉及到一些自动化设备的维护和调试，发现自己在这方面知识储备不足，很多时候只能摸索，效率很低。所以，急切需要一本能够系统性地讲解机电控制理论的书籍。我个人的学习习惯是，如果一上来就看到大量的公式和图表，很容易感到畏难。我更希望书能够先从宏观的角度，介绍机电控制系统的一般组成、工作流程以及在不同工业领域的应用。比如，在制造业中，机电控制是如何实现产品生产的自动化和精益化？在交通运输领域，又扮演着怎样的角色？能够了解到这些“大背景”，会更容易激发学习的兴趣，也更能理解理论知识的重要性。然后，再逐步深入到具体的控制理论，比如闭环控制、开环控制，以及各种常见的控制器类型。我希望书中的讲解能够通俗易懂，避免过多的专业术语，或者在出现专业术语时，能够有清晰的解释和定义。如果书中能够提供一些实际的电路图和PLC（可编程逻辑控制器）的编程示例，那就太好了，这对于我这种需要直接接触设备的人来说，非常有价值。毕竟，理论最终是要落地到实际应用中的。

评分☆☆☆☆☆

作为一名工程专业的学生，我对机电控制技术在现代工业中的重要性有着深刻的认识。我需要一本能够帮助我构建扎实理论基础，并且能够指导我进行实际项目开发的教材。我希望这本书能够清晰地阐述机电控制系统的基本原理，包括信号的产生、传输、处理和输出的全过程。我比较看重的是书的严谨性和深度，希望它能够提供科学、准确的理论知识，而不是一些肤浅的介绍。同时，我也希望书中能够包含一些经典控制算法的推导过程和分析，比如PID控制、模糊控制、神经网络控制等，并且能够讨论它们的优缺点以及适用范围。此外，我非常希望书中能够提供一些工程实践中的案例分析，包括系统设计、参数整定、故障诊断等方面的内容。如果能够有一些相关的实验指导或者仿真软件的介绍，那就更好了，这样我就可以通过实践来巩固和深化对理论知识的理解。我期待这本书能够成为我学习机电控制技术道路上的良师益友，为我未来的研究和工作提供有力的支持。

评分☆☆☆☆☆

长期以来，我对“智能”这两个字在机械和电子结合中的体现一直很感兴趣。想象一下，一个精密的机械臂能够根据传感器反馈的信息，精准地完成一系列复杂的操作，或者一辆汽车能够通过传感器和控制系统实现自动驾驶，这些都让我觉得机电控制技术充满了魅力。我希望这本书能够为我揭示这些“智能”是如何实现的。我尤其关注的是，书中对于“反馈”这个概念的阐述。在我看来，一个真正智能的系统，必然离不开对自身状态和外部环境的实时感知和调整。所以，我希望书中能够详细介绍各种传感器的工作原理，它们如何将物理信号转化为电信号，以及这些信号是如何被处理和利用的。同时，我也对执行器部分很感兴趣，比如电机、液压阀、气动元件等，它们是如何将控制指令转化为实际的机械运动的。如果书中能够结合一些实际的例子，比如工业机器人、数控机床等，来解释这些原理，那就更好了。我希望这本书能够让我不仅仅是“知道”机电控制是什么，而是能够“理解”它为什么能够做到这一点，并且能够感受到其中的精妙之处。