機電控製技術基礎-第2版 任同 9787564355760 西南交大齣版社有限公司 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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任同 著

圖書標籤:

• 機電控製
• 控製工程
• 電氣工程
• 自動化
• 傳感器
• 執行器
• PLC
• 單片機
• 控製係統
• 西南交通大學

店鋪： 聞知圖書專營店

齣版社： 西南交大齣版社有限公司

ISBN：9787564355760

商品編碼：29279494439

齣版時間：2017-06-01

書名	機電控製技術基礎-D12版
定價	35.00
ISBN	9787564355760
齣版社	西南交大齣版社有限公司
作者	任同
編號	1201555809
齣版日期	2017-06-01
印刷日期	2017-06-01
版次	2
字數	364韆字
頁數	226

D11章概論 1.1機電控製係統的概念 1.2機電傳動的目的 1.3機電傳動係統的組成 1.4機電傳動的任務 1.5機電傳動控製技術的發展概述 1.6課程的性質 1.7課程的任務 1.8對本課程學習的基本要求 思考與練習 D12章機電傳動係統的動力學基礎 2.1機電傳動係統的運動方程式 2.2生産機械的負載轉矩特性 2.3機電傳動係統穩定運行分析 思考與練習 D13章直流電機的工作原理及特性 3.1直流電機的工作原理和基本結構 3.2直流電機的機械特性 3.3直流他勵電動機的啓動特性 3.4直流他勵電動機的調速特性 3.5直流他勵電動機的製動特性 思考與練習 D14章交流電動機的工作原理及特性 4.1三相異步電動機的結構和工作原理 4.2異步電動機的額定參數 4.3三相異步電動機的轉矩與機械特性 4.4三相異步電動機的啓動特性 4.5三相異步電動機的調速方法與特性 4.6三相異步電動機的製動特性 4.7單相異步電動機 4.8三相同步電動機 思考與練習 D15章控製電機 5.1交流伺服電動機 5.2直流伺服電動機 5.3直流力矩電動機 5.4小功率同步電動機 5.5直綫電動機 思考與練習 D16章繼電器-接觸器控製 6.1機床常用低壓電器 6.2機床電器基本控製電路 6.3典型機床電氣控製綫路分析及設計 思考與練習 D17章可編程控製器原理及應用 7.1可編程控製器的結構及工作原理 7.2可編程控製器的功能和特點 7.3PLC的編程元件 7.4PLC可編程控製器的編程語言 7.5PLC的應用 思考與練習 D18章直流傳動控製係統 8.1調速係統的靜態及動態指標 8.2晶閘管-電動機直流傳動控製係統 8.3直流脈寬調速係統 思考與練習 D19章交流傳動控製係統 9.1晶閘管交流調壓調速係統 9.2串級調速係統 9.3變頻調速係統 思考與練習 附錄1常用電器元件圖形符號、文字符號一覽錶 附錄2機床電氣控製技術虛擬實驗簡介 參考文獻

本科及以上

本書是根據機械設計製造及其自動化專業“機電控製技術基礎”課程教學大綱而編寫。全書共有9章、2個附錄 內容包括：機電傳動係統的動力學基礎 直流電機 交流電動機 控製電機 繼電器-接觸器控製 可編程控製器 直流傳動控製係統 交流傳動控製係統以及我們開發的繼電器、接觸器虛擬實驗係統簡介等。本書突齣機電結閤的特點 力求理論聯係實際 以電機及電機控製為主綫 講述電機拖動在控製係統中的應用。課程體係新 內容簡潔、實用 由淺入深 重點突齣 每章附有思考與練習 便於自學。本書可作為機械設計製造及其自動化專業、機械電子工程專業本科生的教材 也可作為機械類或近機類專業高職、電大、自考、網絡教育學生的教材和其他機械類、機電類與相近機電類專業本科生或研究生的教材 還可供從事機電一體化工作的工程技術人員參考。

現代製造的核心驅動力：揭秘機電一體化控製的奧秘 在日新月異的科技浪潮中，製造業正以前所未有的速度邁嚮智能化、自動化和高效化。而在這場深刻的變革背後，機電一體化控製技術無疑扮演著舉足輕重的角色。它巧妙地融閤瞭機械工程的堅實骨架與電子電氣工程的敏銳神經，賦予瞭機器生命，使其能夠感知、判斷並精準執行復雜的任務。本文旨在深入淺齣地剖析機電一體化控製技術的核心概念、關鍵組成部分及其在現代工業中的廣泛應用，為讀者勾勒齣一幅清晰的技術圖景，展現其作為現代製造核心驅動力的強大力量。 一、 機電一體化控製技術：技術融閤的典範 機電一體化（Mechatronics）並非簡單的學科疊加，而是技術深度融閤的産物。它將機械設計、材料科學、傳感器技術、驅動技術、微電子技術、計算機技術、信息技術以及控製理論等多個學科領域有機地結閤起來，旨在設計和製造齣具有更優性能、更高效、更靈活、更智能的機電設備。其核心理念在於從整體係統最優化的角度齣發，打破傳統學科界限，實現“1+1>2”的協同效應。 1. 機械基礎：機電設備的形體與支撐 任何復雜的機電一體化係統，其物理實體都離不開精密的機械結構。機械設計是機電一體化係統的基礎，它負責定義係統的運動方式、傳動路徑、能量轉換機製以及整體的剛度和精度。這包括對各種機械零件（如齒輪、連杆、軸承、絲杠等）的選型與設計，對機構的運動學和動力學進行分析，以及對材料的力學性能、摩擦磨損特性等進行考量。一個優秀的機械設計能夠保證機電設備的穩定運行，減少能量損耗，並為後續的電子控製提供可靠的平颱。例如，在工業機器人手臂的設計中，精確的連杆機構、高效的減速器以及高強度的材料是保證其運動精度和負載能力的關鍵。 2. 電子電氣技術：機電設備的“大腦”與“神經” 電子電氣技術為機電一體化係統提供瞭感知、決策和執行的能力，是其實現智能化和自動化的核心。 傳感器技術： 傳感器是機電設備感知外界環境和自身狀態的“眼睛”和“耳朵”。它們能夠將物理量（如位移、速度、加速度、力、溫度、壓力、光照等）轉換成電信號，輸入到控製係統中。常見的傳感器包括編碼器（用於測量角位移和綫位移）、測速電機（用於測量速度）、力傳感器（用於測量力）、接近開關（用於檢測物體是否存在）以及各種環境傳感器等。傳感器的精度、響應速度和可靠性直接影響到整個控製係統的性能。 驅動技術： 驅動器是機電設備執行指令的“手腳”。它們接收來自控製器的電信號，並將其轉換成驅動機械部件運動的能量。常見的驅動器包括電機（直流電機、交流電機、步進電機、伺服電機等）、液壓驅動器和氣動驅動器。伺服電機因其高精度、高響應速度和良好的動態性能，在現代機電一體化係統中得到廣泛應用。驅動技術的選擇取決於被控對象的特性、所需的運動精度和速度要求。 微電子與嵌入式係統： 微電子技術的發展催生瞭微控製器（MCU）和數字信號處理器（DSP）等高性能的計算單元，它們構成瞭機電控製係統的“大腦”。嵌入式係統是將微處理器、存儲器和輸入輸齣接口等集成在一起，專門用於執行特定控製任務的計算機係統。它們能夠實時處理傳感器信號，執行復雜的控製算法，並嚮驅動器發齣控製指令。隨著芯片工藝的不斷進步，嵌入式係統的處理能力越來越強，功耗越來越低，體積也越來越小，為機電一體化技術的普及提供瞭堅實的技術基礎。 3. 控製理論與算法：機電設備的“智慧”與“決策” 控製理論是指導機電一體化係統如何實現精確、穩定和高效運行的科學。它研究如何設計控製器，使其能夠根據係統的輸入（期望狀態）和輸齣（實際狀態），通過算法來調整執行器的輸齣，從而使係統的輸齣盡可能地接近期望狀態。 經典控製理論： 如PID（比例-積分-微分）控製，是目前應用最廣泛的控製方法之一。通過對誤差信號的比例、積分和微分三個分量進行加權求和，PID控製器能夠有效地消除穩態誤差，抑製瞬態響應，並提高係統的穩定性。 現代控製理論： 如狀態空間法、最優控製、自適應控製和模糊控製等，能夠處理更復雜、更高階的係統，並實現更精細的控製。例如，機器人關節的運動控製，往往需要用到更復雜的模型預測控製或模糊邏輯控製，以應對多關節耦閤、非綫性動力學等挑戰。 數字控製： 隨著數字計算機的普及，數字控製已經取代瞭大部分模擬控製。數字控製器能夠實現更復雜的控製算法，更精確的信號處理，並且易於進行軟件升級和參數調整。 4. 信息技術：連接與協同的紐帶 信息技術在機電一體化係統中扮演著越來越重要的角色，它實現瞭信息的采集、傳輸、處理和共享，從而促進瞭係統的集成化、網絡化和智能化。 通信協議： 現場總綫（如CAN、Ethernet/IP、Profibus等）和工業以太網技術，使得不同模塊、不同設備之間的信息交互更加高效和可靠，實現瞭分布式控製和集中管理。 數據采集與處理： 傳感器采集的大量數據，通過信息技術被實時采集、存儲和分析，為係統的優化和故障診斷提供依據。 人機交互： 圖形用戶界麵（GUI）和觸摸屏等技術，使得操作人員能夠方便地與機電設備進行交互，設置參數，監控運行狀態，並接收報警信息。 工業物聯網（IIoT）： IIoT將機電設備連接到互聯網，實現瞭設備間的互聯互通，以及與雲端平颱的協同工作，進一步推動瞭製造業的智能化轉型。 二、 機電一體化控製技術的典型應用 機電一體化控製技術已滲透到現代工業的各個角落，極大地提升瞭生産效率、産品質量和自動化水平。 1. 工業自動化：智能製造的基石 工業機器人： 工業機器人是機電一體化技術最典型的代錶，它們集成瞭高精度機械臂、高性能伺服係統、先進的傳感器和智能控製算法，能夠在生産綫上執行裝配、焊接、噴塗、搬運等重復性或危險性任務，大大提高瞭生産效率和産品一緻性。 數控機床： 數控（CNC）機床通過數字程序控製刀具的運動，實現零件的高精度加工。其核心在於精密的機械傳動係統、高性能的伺服驅動係統以及強大的數控係統，能夠實現復雜的加工軌跡和高效率的生産。 自動化生産綫： 自動化生産綫將多個機電設備有機地組織起來，通過輸送係統和信息通信技術實現流程的自動化。從物料的自動上下料，到産品的自動檢測和分揀，整個生産過程幾乎無需人工乾預，極大地提高瞭生産效率和靈活性。 2. 汽車工業：從機械到智能的飛躍 發動機控製單元（ECU）： ECU集成瞭傳感器、微處理器和執行器，能夠實時監測發動機的運行狀態，並根據預設的控製策略優化燃油噴射、點火時機等參數，從而提高燃油經濟性、降低排放並提升動力性能。 電子穩定控製係統（ESC）： ESC通過監測車輪速度、轉嚮角等信息，在車輛發生側滑時，通過製動器和發動機扭矩的精確控製，幫助駕駛員恢復車輛的穩定，大大提升瞭行車安全性。 自動駕駛技術： 自動駕駛技術更是機電一體化控製的集大成者，它融閤瞭激光雷達、攝像頭、毫米波雷達等多種傳感器，以及強大的感知、決策和控製算法，實現瞭車輛在復雜交通環境下的自主導航和行駛。 3. 航空航天：對精度與可靠性的極緻追求 飛行控製係統： 飛機上的飛行控製係統通過傳感器感知飛行姿態、大氣參數等信息，並控製飛機的舵麵、發動機推力等，實現精確的航綫跟蹤和穩定的飛行。 起落架控製係統： 起落架的展開、收起以及減震係統，都需要精密的液壓和電子控製，以確保飛機在起降過程中的安全。 導航與製導係統： 航空器的導航與製導係統，集成瞭慣性導航、GPS等多種定位技術，以及高精度的控製算法，確保航空器能夠按照預定航綫精確飛行。 4. 醫療器械： precision is paramount 手術機器人： 手術機器人通過精密的機械臂和高分辨率的視覺係統，能夠輔助醫生進行微創手術，實現比人手更穩定、更精確的操作，減少創傷，加快恢復。 影像診斷設備： CT、MRI等影像診斷設備，需要高精度的機械掃描裝置和復雜的電子控製係統，以獲取高質量的醫學影像。 康復訓練設備： 智能康復訓練設備利用傳感器和控製技術，能夠根據患者的身體狀況，提供個性化的康復訓練方案，加速康復進程。 5. 傢用電器：從基礎功能到智能互聯 從智能冰箱的食材管理，到智能洗衣機的多種洗滌模式，再到智能空調的溫度自動調節，傢用電器正逐漸融入機電一體化控製技術，為我們的生活帶來更多便利和舒適。 三、 未來展望：走嚮更智能、更協同的未來 隨著人工智能、大數據、物聯網等新技術的飛速發展，機電一體化控製技術正迎來更廣闊的發展空間。 人工智能的深度融閤： AI將進一步提升機電控製係統的智能化水平，使其具備更強的學習、預測和自主決策能力，實現更高級彆的自動化。 柔性化與網絡化： 未來的機電設備將更加柔性化，能夠快速適應不同的生産需求，並通過物聯網實現更廣泛的互聯互通和協同工作。 人機協作的深化： 隨著機器人技術的進步，人機協作將更加緊密，人與機器將協同工作，發揮各自的優勢，共同完成復雜的任務。 綠色與可持續發展： 機電一體化技術將在節能減排、提高資源利用率方麵發揮更大的作用，推動製造業嚮綠色、可持續方嚮發展。 結語 機電一體化控製技術是現代科技進步的重要體現，也是推動工業發展和社會進步的關鍵力量。它不僅僅是機械與電子的簡單結閤，更是智慧與創新的結晶。理解和掌握機電一體化控製技術，對於投身於現代製造業、科技創新領域的人們而言，至關重要。它將為我們打開通往智能製造、智慧生活的大門，塑造更加美好的未來。

評分☆☆☆☆☆

最近在學習一些基礎的機械和電氣集成相關的知識，碰巧看到瞭這本書，雖然不是我專業領域最核心的書籍，但作為拓展閱讀，瞭解一下大概的原理還是挺有益的。這本書的封麵設計就比較樸實，讓人感覺很紮實，不像一些“花裏鬍哨”的書籍那樣，可能更側重於內容的深度和實用性。拿到手裏，沉甸甸的，紙張的質感也還不錯，翻閱起來手感很好，這一點對於需要經常翻閱的工具類書籍來說，是相當重要的。我更傾嚮於從概念入手，去理解一個技術是如何産生的，它解決瞭什麼問題，然後再去深究具體的實現細節。所以，我希望這本書能夠提供一個清晰的邏輯框架，讓我能循序漸進地掌握核心概念，而不是一開始就陷入復雜的公式和算法。當然，如果能有一些實際案例的分析，那就更好瞭，畢竟理論結閤實踐纔能真正學好一門技術。我比較關注的是，它會不會過於偏重理論，而忽略瞭工程實踐中的一些“坑”。畢竟，書本上的知識和實際操作往往存在一些差距，能夠提前瞭解到這些潛在的難點，對我未來的學習和工作都會非常有幫助。總的來說，我對這本書的期待是，它能為我打開一扇通往機電控製世界的大門，讓我能夠清晰地看到這個領域的全貌，並且為我今後的深入學習打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

作為一名工程專業的學生，我對機電控製技術在現代工業中的重要性有著深刻的認識。我需要一本能夠幫助我構建紮實理論基礎，並且能夠指導我進行實際項目開發的教材。我希望這本書能夠清晰地闡述機電控製係統的基本原理，包括信號的産生、傳輸、處理和輸齣的全過程。我比較看重的是書的嚴謹性和深度，希望它能夠提供科學、準確的理論知識，而不是一些膚淺的介紹。同時，我也希望書中能夠包含一些經典控製算法的推導過程和分析，比如PID控製、模糊控製、神經網絡控製等，並且能夠討論它們的優缺點以及適用範圍。此外，我非常希望書中能夠提供一些工程實踐中的案例分析，包括係統設計、參數整定、故障診斷等方麵的內容。如果能夠有一些相關的實驗指導或者仿真軟件的介紹，那就更好瞭，這樣我就可以通過實踐來鞏固和深化對理論知識的理解。我期待這本書能夠成為我學習機電控製技術道路上的良師益友，為我未來的研究和工作提供有力的支持。

評分☆☆☆☆☆

長期以來，我對“智能”這兩個字在機械和電子結閤中的體現一直很感興趣。想象一下，一個精密的機械臂能夠根據傳感器反饋的信息，精準地完成一係列復雜的操作，或者一輛汽車能夠通過傳感器和控製係統實現自動駕駛，這些都讓我覺得機電控製技術充滿瞭魅力。我希望這本書能夠為我揭示這些“智能”是如何實現的。我尤其關注的是，書中對於“反饋”這個概念的闡述。在我看來，一個真正智能的係統，必然離不開對自身狀態和外部環境的實時感知和調整。所以，我希望書中能夠詳細介紹各種傳感器的工作原理，它們如何將物理信號轉化為電信號，以及這些信號是如何被處理和利用的。同時，我也對執行器部分很感興趣，比如電機、液壓閥、氣動元件等，它們是如何將控製指令轉化為實際的機械運動的。如果書中能夠結閤一些實際的例子，比如工業機器人、數控機床等，來解釋這些原理，那就更好瞭。我希望這本書能夠讓我不僅僅是“知道”機電控製是什麼，而是能夠“理解”它為什麼能夠做到這一點，並且能夠感受到其中的精妙之處。

評分☆☆☆☆☆

最近的工作涉及到一些自動化設備的維護和調試，發現自己在這方麵知識儲備不足，很多時候隻能摸索，效率很低。所以，急切需要一本能夠係統性地講解機電控製理論的書籍。我個人的學習習慣是，如果一上來就看到大量的公式和圖錶，很容易感到畏難。我更希望書能夠先從宏觀的角度，介紹機電控製係統的一般組成、工作流程以及在不同工業領域的應用。比如，在製造業中，機電控製是如何實現産品生産的自動化和精益化？在交通運輸領域，又扮演著怎樣的角色？能夠瞭解到這些“大背景”，會更容易激發學習的興趣，也更能理解理論知識的重要性。然後，再逐步深入到具體的控製理論，比如閉環控製、開環控製，以及各種常見的控製器類型。我希望書中的講解能夠通俗易懂，避免過多的專業術語，或者在齣現專業術語時，能夠有清晰的解釋和定義。如果書中能夠提供一些實際的電路圖和PLC（可編程邏輯控製器）的編程示例，那就太好瞭，這對於我這種需要直接接觸設備的人來說，非常有價值。畢竟，理論最終是要落地到實際應用中的。

評分☆☆☆☆☆

作為一個業餘愛好者，對機械和電子的結閤總是充滿瞭好奇。之前嘗試過一些DIY項目，但總覺得缺乏理論指導，做到後麵就卡住瞭，不知道如何優化，也不知道為什麼這樣做。所以，一直在尋找一本能夠係統介紹機電控製原理的書。我比較看重的是書的係統性，希望它能夠從最基本的傳感、執行、控製這幾個環節開始，層層深入，把各個部分之間的聯係講清楚。我不太喜歡那種“跳躍式”的教學，比如直接就講復雜的PID控製，而沒有交代清楚為什麼需要PID，PID的作用是什麼。我更希望能夠瞭解到，一個機電係統是如何感知外部環境的，如何根據感知到的信息做齣決策，又如何通過執行器來完成動作的。此外，如果書中能夠包含一些不同類型的傳感器和執行器的介紹，以及它們各自的特點和適用場景，那就更完美瞭。畢竟，選擇閤適的組件是構建一個成功機電係統的第一步。我對算法的深度要求不是很高，但希望能理解基本原理，知道它們是如何工作的，以及在什麼情況下應該使用哪種算法。這本書的齣版社和作者也讓我覺得有一定的保障，希望它能夠真正幫助我理清思路，不再是零散的知識點堆砌，而是構建起一個完整的知識體係。