具体描述
内容简介
《机电一体化设计基础》在简要介绍机电一体化基本概念及概况、机电一体化产品构成及其设计与开发工程技术路线的基础上，结合机电一体化共性关键技术的应用，重点针对机电一体化产品总体及其机械系统、接口、检测系统、伺服系统和控制系统的基础理论、设计原理和设计方法进行了系统、详细、深入浅出的分析和介绍。《机电一体化设计基础》兼顾了课堂教学及自学的特点和需要，各章都附有适量的习题与思考题，有助于读者加深对本书内容的理解及检验学习效果。
《机电一体化设计基础》可作为大专院校机械电子工程专业及相关专业的专业课或选修课教材，也可供夜大、函大及职大等相关专业使用，还可供研究生及从事机电一体化产品设计、制造与研究的工程技术人员参考。
目录
第一章 概论第一节 机电一体化基本概念
第二节 机电一体化发展概况
第三节 机电一体化产品的构成
第四节 机电一体化产品的分类
第五节 机电一体化共性关键技术
第六节 机电一体化及其工程路线
习题与思考题
第二章 机械系统设计
第一节 概述
第二节 传动机构设计
第三节 导向机构设计
第四节 执行机构设计
习题与思考题
第三章 接口设计
第一节 概述
第二节 人机接口设计
第三节 机电接口设计
习题与思考题
第四章 检测系统设计
第一节 概述
第二节 模拟式传感器信号的检测
第三节 数字式传感器信号的检测
第四节 检测信号的采集和预处理
习题与思考题
第五章 伺服系统设计
第一节 概述
第二节 伺服系统中的执行元件
第三节 执行元件的控制与驱动
第四节 开环控制的伺服系统设计
第五节 闭环控制的伺服系统设计
习题与思考题
第六章 控制系统设计
第一节 概述
第二节 被控对象数学模型的建立
第三节 微型控制技术基础
第四节 数字控制器设计
第五节 微型机控制装置设计
习题与思考题
第七章 机电一体化总体设计
第一节 概述
第二节 性能指标分析
第三节 功能及性能指标的分配
第四节 定量电子秤总体设计举例
习题与思考题
参考文献
精彩书摘
一、接口设计的重要性机电一体化技术是利用微电子技术，赋予机械系统“智能”，使其具有更高的自动化程度，最大限度地发挥机械能力的一种技术。一个机电一体化产品由机械分系统和微电子分系统（控制微机）两大部分组成，二者又分别由若干要素构成。要将各要素、各子系统有机地结合起来，构成一个完整的系统，就必须能顺利地在各要素、各子系统之间进行物质、能量和信息的传递与交换。为此，各要素和子系统的相接处必须具备一定的联系条件，这个联系条件通常被称为接口。因此也可以把机电一体化产品看成是由许多接口将组成产品的各要素的输入／输出联系为一体的系统。在某种意义上讲，机电一体化产品的设计，就是在根据功能要求选择了各要素后，所进行的接口设计。从这一观点出发，机电一体化产品的性能取决于接口的性能，即各要素和各子系统之间的接口性能是综合系统性能好坏的决定性因素。因此，接口设计是机电一体化产品设计的关键环节。
二、接口的分类和特点
目前，关于机电一体化产品接口的分类有很多提法，比如根据接口的变换和调整功能，可将接口分为零接口、被动接口、主动接口和智能接口；根据接口的输入输出功能，可将接口分为机械接口、物理接口、信息接口与环境接口等。本书按照接口所联系的子系统不同，以控制微机（微电子系统）为出发点，将接口分为人机接口与机电接口两大类。
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前言/序言
用户评价
作为一名有着多年机械设计经验的工程师，我对“机电一体化”这个概念的理解，一直停留在“机械加上一些电子元件”的模糊认知层面。直到偶然的机会接触到《机电一体化设计基础》，才真正打开了新世界的大门。这本书的编写风格非常独特，它没有一开始就堆砌大量晦涩难懂的公式和理论，而是从一个引人入胜的案例引入，比如一个自动化生产线上的机器人手臂，然后层层剥茧，逐步揭示构成这个复杂系统的各个“机”与“电”的环节。我特别欣赏作者在讲解传感器部分时的细致之处，他不仅仅介绍了传感器的类型和基本原理，更重要的是，讲解了如何根据具体的应用场景来选择合适的传感器，以及传感器信号的采集、滤波和处理方法。这一点对于我们这些偏重机械背景的人来说，简直是福音。接着，书中对执行器的选型和驱动方式的讲解也十分到位，无论是伺服电机、步进电机，还是液压、气动执行元件，都进行了详细的比较和分析，并且给出了具体的选型依据和计算公式。而最让我震撼的是，书中关于“系统集成”的部分。以往我总觉得机械设计和电子控制是两个相对独立的部分，分开设计，然后“嫁接”在一起。但这本书让我认识到，机电一体化设计的精髓在于“一体化”——在设计之初就应该将机械、电子、控制这几个系统进行统一的协同设计，从根本上避免了后期集成中可能出现的各种冲突和问题。书中关于“协同设计”的理念和方法，以及如何进行系统级仿真和优化，对我来说是全新的视角，极大地拓宽了我的设计思路。这本书的内容涵盖面广，但又不失深度，每个章节的讲解都逻辑清晰，层次分明。而且，书中还穿插了许多工程实例，这些例子都非常贴近实际工业生产中的应用，通过对这些案例的分析，我仿佛亲身参与到了一个完整的机电一体化项目的设计过程中。我强烈推荐这本书给所有和我一样，渴望在机电一体化领域更进一步的工程师们。
评分说实话，在看到《机电一体化设计基础》这本书之前，我对“机电一体化”这个概念的理解，一直停留在“把机械和电子放在一起”的简单层面，缺乏系统性的认识。而这本书的问世，彻底改变了我的认知，为我打开了通往更深层次理解的大门。我特别喜欢书中在讲解“机械传动与驱动”时，那种深入浅出的方式。它不仅介绍了各种传动机构的类型和工作原理，更重要的是，它还分析了不同传动方式的优缺点，以及如何根据实际需求进行合理选型。我尤其欣赏书中关于“电机选型与控制”的章节，它详细介绍了各种电机的特性，以及如何进行简单的控制，这对我这个对电机不太了解的人来说，简直是福音。接着，书中对“传感器与信号采集”的讲解也让我受益匪浅。它详细介绍了各种传感器的原理，以及如何将它们集成到系统中，并进行数据的采集和处理。我尤其喜欢书中关于“数据滤波与噪声抑制”的内容，这对于提高测量精度至关重要。而最让我感到震撼的是，《机电一体化设计基础》这本书在“系统集成与协同设计”方面的内容。它强调了在设计之初就应该将机械、电子、控制这几个子系统进行统一的考虑，从而实现最优化的整体设计。书中还通过大量的工程实例，让我看到了机电一体化技术是如何在实际应用中发挥巨大作用的，例如自动化生产线、智能家居等。这本书的编写风格非常注重理论与实践的结合，图文并茂，内容丰富，对于任何想要了解机电一体化设计的人来说，都是一本不可多得的优秀读物。
评分我从事工业自动化设备的设计已经有些年头了，接触过不少机电一体化相关的项目，但总觉得在系统整体的理解和设计能力上有所欠缺。《机电一体化设计基础》这本书的出现，无疑是为我指明了一个更清晰的方向。我尤其欣赏它在讲解机械部分时的严谨性，从材料力学、动力学到机构学，都做了扎实的铺垫，并且将这些基础理论与实际的机械设计要素紧密结合。让我印象深刻的是，书中对各种机械零部件的选型和计算方法都给出了详细的指导，例如轴的强度计算、轴承的寿命预测等。这些都是我们在实际设计中经常会遇到的问题。随后，书中的电子控制部分也同样精彩，作者对各种传感器的原理、特性以及在不同应用场景下的选型都进行了深入的剖析，这对于我来说，是非常宝贵的知识。我特别喜欢书中关于“反馈控制原理”的讲解，它将抽象的控制理论与实际的伺服系统、步进系统等结合起来，让我能够更直观地理解控制系统的闭环工作方式。更让我感到欣慰的是，《机电一体化设计基础》这本书非常注重“集成设计”的理念。它强调在项目初期就应该将机械、电子、控制等各个子系统进行协同设计，从而避免后期集成中可能出现的各种问题。书中关于“系统总线”和“通信协议”的讲解，对于不同子系统之间的协同工作至关重要，也帮助我解决了很多实际项目中的难题。此外，书中还列举了大量具有代表性的机电一体化系统实例，这些实例涵盖了工业机器人、数控机床、自动化生产线等多个领域，通过对这些案例的深入分析，我不仅学习到了具体的解决方案，更重要的是，我学习到了解决问题的思路和方法。这本书的深度和广度都恰到好处，对于像我这样有一定基础但希望进一步提升的人来说，是极佳的选择。
评分我是一名在小型制造企业工作的技术人员，工作多年，接触了不少自动化改造项目，但总觉得理论知识不够扎实，特别是在一些复杂机电一体化系统的设计上，常常感到力不从心。《机电一体化设计基础》这本书，就像一位经验丰富的老前辈，为我传授了宝贵的经验。我尤其欣赏它在讲解“传感器与测量技术”时的细致入微。作者不仅介绍了各种传感器的基本原理，还重点讲解了如何在实际应用中选择合适的传感器，以及如何处理传感器信号，避免干扰和提高精度。这一点对于我这种偏重实践但缺乏理论指导的人来说，简直是雪中送炭。接着，书中对“执行器与驱动技术”的讲解也同样精彩。它详细地介绍了各种类型电机、液压、气动执行器的特点、选型依据和控制方法，并且通过大量的图示，让我能够更直观地理解它们的工作原理。我特别喜欢书中关于“伺服系统与步进系统”的对比分析，这让我能够根据不同的应用需求，选择最合适的驱动方案。更让我感到惊喜的是，《机电一体化设计基础》这本书非常注重“系统集成与协同设计”的理念。它强调将机械、电子、控制等各个子系统进行统一规划和设计，从而避免后期集成中可能出现的各种问题。书中关于“通信协议与总线技术”的讲解，也为我解决了许多在不同设备之间进行数据交换时的难题。此外，书中还列举了许多贴近实际生产的工程案例，这些案例都经过了详细的剖析，让我能够学到解决实际问题的思路和方法。这本书的实用性极强，对于我这样在基层工作的技术人员来说，是不可多得的学习资料。
评分这本书的问世，无疑是为我这类长期在机电一体化领域摸索，却总感觉基础理论不够扎实的研究者们，注入了一剂强心剂。我至今仍清晰地记得，第一次翻开它时的那种惊喜。封面上简洁而专业的“机电一体化设计基础”几个字，仿佛预示着一场关于系统性知识梳理的旅程即将展开。我曾几何时，在面对一个复杂的机械结构与电子控制相结合的项目时，常常感到力不从心，不是机械设计方面的某些细节模糊不清，就是对传感器、执行器的选型与集成逻辑一知半解，更不用提如何有效地将两者进行融洽的协同工作。市面上不乏一些技术手册，内容详实，但往往过于侧重某一特定领域，或者技术门槛较高，对于初学者来说，如同仰望高山，望而却步。《机电一体化设计基础》这本书，恰恰填补了这个空白。它以一种循序渐进的方式，从最基础的概念讲起，比如机械传动、液压气动、电机选型等，随后深入到电子控制的核心，包括传感器原理、执行器特性、微控制器基础、PLC编程等。更让我印象深刻的是，它并没有孤立地讲解这些知识点，而是始终围绕着“机电一体化”这一核心主题，强调不同子系统之间的相互作用、接口匹配以及系统整体的优化设计。书中的插图和图表非常丰富，且清晰易懂，将抽象的原理具象化，让复杂的概念瞬间变得清晰明了。我尤其喜欢其中关于系统建模与仿真的章节，这对于在实际动手之前进行理论验证和性能预测至关重要。此外，书中还穿插了大量的工程实例分析，这些案例不仅贴近实际应用，而且讲解得细致入微，从需求分析到方案设计，再到具体实现，都进行了详细的剖析。这让我深刻理解了理论知识如何在实际工程中落地生根，并且从中汲取了宝贵的实践经验。总而言之，这本书是我在机电一体化领域学习道路上的一位良师益友，它不仅为我打下了坚实的基础，更点燃了我对这个学科更深层次探索的兴趣。
评分作为一名长期在产品研发一线工作的工程师，我对于“机电一体化”这个词并不陌生，但总觉得对其中更深层次的设计理念和方法论不够透彻。《机电一体化设计基础》这本书的出现，无疑为我带来了新的启发。我尤其欣赏作者在开篇部分，对“机电一体化”的定义和发展历程所做的梳理，这让我能够在一个更宏观的视角下理解这个学科。接着，书中对“机械结构设计与优化”的讲解，不仅仅停留在理论层面，更是结合了大量的工程实践，例如如何通过拓扑优化来减轻结构重量，如何通过有限元分析来评估结构强度等。我尤其喜欢书中关于“材料选择与表面处理”的章节，它为我们在实际设计中选择合适的材料提供了非常有价值的参考。随后，书中对“电子控制系统设计”的阐述也十分到位。作者详细介绍了各种微控制器架构、嵌入式操作系统，以及如何进行高效的软件开发。我尤其注重书中关于“实时操作系统与多任务调度”的内容，这对于设计高性能的实时控制系统至关重要。更让我感到欣慰的是，《机电一体化设计基础》这本书非常注重“系统建模与仿真”的重要性。它详细介绍了各种建模方法，以及如何利用仿真工具来预测系统的性能，从而优化设计方案。书中还提供了大量的工程案例，这些案例都经过了详细的分析，让我能够学到许多宝贵的工程经验。总而言之，这本书为我提供了系统性的知识框架，并且帮助我进一步提升了在机电一体化设计方面的专业能力。
评分作为一名即将毕业的大学生，我对未来就业方向感到些许迷茫，特别是对于机电一体化这个热门但又稍显复杂的领域，《机电一体化设计基础》这本书的出现，为我指明了方向。它以一种非常友好且易于理解的方式，为我勾勒出了机电一体化设计的全貌。我特别喜欢书中关于“机械设计要素”的讲解，它从最基础的材料选择、结构设计，到各种传动机构的应用，都进行了详细的阐述。这让我对于如何构建一个稳定可靠的机械基础有了更深刻的认识。接着，书中对“电子元件与电路设计”的介绍也让我受益匪浅。它并没有过于深入地讲解复杂的电子电路理论，而是侧重于介绍在机电一体化设计中常用的电子元件，如传感器、执行器、微控制器等，以及如何将它们进行有效地集成。我尤其喜欢书中关于“嵌入式系统开发”的章节，它让我了解了如何利用微控制器来驱动和控制各种机电设备，并且通过一些简单的编程实例，让我对嵌入式开发有了初步的认识。最让我感到欣慰的是，《机电一体化设计基础》这本书非常注重“系统整体设计”的理念。它强调机械、电子、控制的协同配合，以及如何通过优化设计来提高系统的整体性能。书中还列举了许多生动形象的案例，例如自动化生产线上的机器人手臂、无人驾驶车辆的控制系统等，通过这些案例的分析，我能够更直观地理解机电一体化技术是如何应用到实际生活中的。总而言之，这本书为我打下了坚实的基础，并且激发了我对机电一体化领域的浓厚兴趣，让我对未来的学习和工作充满了信心。
评分我是一位刚刚步入机电一体化领域的研究生，对于这个交叉学科既充满好奇又感到一丝迷茫。《机电一体化设计基础》这本书，就像一盏明灯，为我指引了方向，驱散了前路的阴霾。从这本书的字里行间，我感受到作者深厚的功底和丰富的实践经验。他并没有急于抛出复杂的概念，而是从最基础的物理原理出发，层层递进，逐步构建起整个机电一体化系统的知识框架。我特别喜欢书中关于“机械传动与执行机构”部分的讲解，它用大量的图例和模型，生动地展示了各种传动方式的工作原理，以及如何根据不同的负载和速度要求来选择合适的传动方案。这一点对于我这个机械背景相对薄弱的学生来说，非常有帮助。接着，书中对“传感器技术与信号处理”的讲解也让我受益匪浅。作者详细介绍了各种类型传感器的物理原理、工作特性，以及如何对采集到的模拟信号进行滤波、放大和数字化处理。我尤其欣赏书中关于“传感器校准与误差分析”的内容，这对于提高系统的测量精度至关重要。而最让我感到兴奋的是，《机电一体化设计基础》这本书不仅仅停留在理论层面，它还深入讲解了“微控制器与嵌入式系统设计”。书中对ARM、DSP等主流微处理器的架构和编程模型进行了详细的介绍，并且通过一些实际的控制案例，让我理解了如何将硬件和软件有机地结合起来，实现复杂的控制功能。此外，书中关于“系统集成与测试”的章节，也为我提供了宝贵的实践指导。它教会我如何从整体上规划一个机电一体化系统，如何进行模块化设计，以及如何进行有效的系统测试和故障诊断。总而言之，这本书为我打下了坚实的基础，并且激发了我对机电一体化研究的浓厚兴趣。
评分当我第一次拿到《机电一体化设计基础》这本书时，我正面临着一个棘手的项目，需要将一个传统的机械装置进行自动化升级。我此前一直在机械设计领域深耕，对于电子控制部分却是一知半解，这让我感到非常头疼。而这本书的出现，恰好解决了我的燃眉之急。它以一种系统性的方式，全面地梳理了机电一体化设计的核心要素。我尤其喜欢书中关于“动力学与控制理论”部分的讲解，它将看似抽象的控制算法，通过具体的数学模型和仿真案例，变得直观易懂。我特别注重书中关于“PID控制”的章节，它不仅详细介绍了PID控制的原理，还给出了在不同工况下的参数整定方法，这对我成功地实现了机械装置的精确控制起到了关键作用。此外，《机电一体化设计基础》这本书对“传感器与执行器”的讲解也十分深入。作者详细地介绍了各种传感器的原理、特性，以及如何选择合适的传感器来满足特定的测量需求。并且，他对执行器的选型也给出了详细的指导，无论是伺服电机、步进电机，还是液压、气动元件，都进行了全面的分析。让我感到惊喜的是，书中还花了大量篇幅讲解“系统集成与接口技术”。它详细介绍了不同模块之间如何进行通信，以及如何设计合理的接口，以确保系统的高效稳定运行。这一点对于解决我项目中遇到的软硬件接口问题，提供了有效的解决方案。总而言之，这本书不仅为我提供了理论知识，更重要的是，它教会了我如何将这些知识应用于实际工程问题。它是我在机电一体化设计道路上不可或缺的参考书。
评分说实话，我在拿到《机电一体化设计基础》这本书之前，对机电一体化这个概念并没有一个清晰的认识，只知道它似乎是机械工程和电子工程的结合体。然而，这本书的出版，彻底改变了我对这个领域的看法，也让我对学习这件事本身有了新的体验。作者以一种非常平易近人的方式，从最基础的机械传动原理讲起，比如齿轮、连杆、皮带等，然后逐步过渡到各种动力源，如电动机、液压泵、气泵等。让我感到惊喜的是，书中对各种电机类型的特点、适用范围以及基本控制原理都做了非常细致的讲解，这对于我这种原本对电机知识了解甚少的人来说，简直是量身定做的。更令我兴奋的是，书中对微控制器和嵌入式系统的介绍，它并没有简单地罗列各种芯片型号，而是侧重于讲解微控制器的基本架构、指令集以及如何进行简单的程序编写。我尤其喜欢书中关于“传感器与执行器接口”的章节，它详细地介绍了各种接口类型，以及如何通过这些接口实现数据的传输和控制信号的输出。这一点对于将“机”与“电”有效地连接起来至关重要。这本书最吸引我的地方在于，它不仅仅是理论的堆砌，更是理论与实践的完美结合。书中穿插了大量的图示、表格以及实际的工程案例，这些都极大地帮助我理解了抽象的理论知识。我特别喜欢书中关于“系统建模与仿真”的章节，它让我了解到在实际搭建系统之前，如何通过仿真来预测系统的性能，从而优化设计方案，减少不必要的成本和时间浪费。这本书的语言通俗易懂，即使是对机电一体化领域不太熟悉的读者，也能轻松上手。总而言之，《机电一体化设计基础》这本书是一本非常优秀的入门教材，它为我打开了机电一体化设计的大门，并且让我对这个充满魅力的领域产生了浓厚的兴趣。
评分okokokokok
评分定量电子秤总体K设计举例
评分第六节
评分okokokokok
评分概述
评分功能及性能指标的分配
评分第四节
评分还好还好还好…
评分第四节
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