齣版社： 機械工業齣版社
ISBN：9787111529231
版次：1
商品編碼：11924649
品牌：機工齣版
包裝：平裝
叢書名： 國外工業控製與智能製造叢書
開本：16開
齣版時間：2016-05-01
用紙：膠版紙
頁數：351
具體描述
內容簡介
本書詳細介紹機電一體化係統設計方法，共分8章。第1章討論機電一體化設計過程的關鍵內容，探討其發展方嚮；第2章重點講解係統建模和仿真；第3章講述幾種傳感器與換能器的基本理論和概念；第4章討論直流電機、步進電機、流體動力設備等驅動係統；第5章介紹控製和邏輯方法，包括數字化技術的基本原理、數字化理論以及PLC等；第6章介紹機電一體化係統中的控製設計，並講述根軌跡法和伯德圖設計方法，以及PI、PD、PID等設計過程；第7章討論實時數據采集的理論和實踐；第8章給齣幾個利用LabVIEW和VisSim的案例。本書適閤作為機械工程、電子工程、工業工程、生物醫學工程、計算機工程，以及機電一體化工程等學科高年級本科生和研究生的教材，也可供相關專業人士參考。
目錄
譯者序第2版前言
第1章機電一體化係統設計概述1
1.1機電一體化的概念2
1.2機電一體化綜閤設計3
1.3機電一體化的設計過程5
1.4機電一體化關鍵組成8
1.5機電一體化應用15
1.6本章小結28
習題29
參考文獻29
第2章機電一體化係統
建模與仿真31
2.1算子符號和傳遞函數32
2.2框圖、操作和仿真33
2.3框圖建模——直接方法38
2.4框圖建模——模擬方法48
2.5電氣係統55
2.6機械平移係統59
2.7機械轉動係統65
2.8機電耦閤69
2.9流體係統73
2.10本章小結83
習題83
參考文獻87
第2章附錄87
第3章傳感器和換能器92
3.1傳感器和換能器簡介93
3.2元器件變化的影響——敏度分析98
3.3運動和位置測量傳感器102
3.4測量運動的數字傳感器114
3.5力、扭矩和觸覺傳感器118
3.6振動——加速度傳感器128
3.7流體測量傳感器135
3.8溫度傳感裝置144
3.9傳感器應用148
3.10本章小結167
習題168
參考文獻173
第4章驅動裝置174
4.1直流電機175
4.2永磁步進電機179
4.3流體力驅動184
4.4流體力係統的組成187
4.5壓電驅動器197
4.6本章小結198
習題199
參考文獻200
第5章係統控製——邏輯方法201
5.1機電一體化中的數字係統202
5.2二進製邏輯206
5.3卡諾圖最小化210
5.4PLC215
5.5本章小結223
習題223
參考文獻226
第6章信號、係統和控製227
6.1信號、係統和控製簡介228
6.2常微分方程的拉普拉斯變換230
6.3係統錶示234
6.4非綫性係統的綫性化238
6.5時間延遲241
6.6係統性能指標242
6.7根軌跡法249
6.8伯德圖258
6.9采用極點配置法設計控製器264
6.10本章小結268
習題268
參考文獻270
第7章信號調製和實時接口271
7.1引言272
7.2數據采集和控製係統的組成272
7.3傳感器和信號調製276
7.4數據轉換設備277
7.5數據轉換過程282
7.6應用軟件288
7.7本章小結315
參考文獻316
第8章案例分析317
8.1綜閤案例分析318
8.2數據采集案例分析332
8.3數據采集和控製案例分析339
8.4本章小結349
習題349
參考文獻349
附錄350
前言/序言
第2版前言Preface to the Second Edition全球市場的競爭需要采用現代化技術來生産靈活的、功能豐富的産品，使其比現有的産品更好、更便宜、更智能。我們日常所使用的無數的智能産品，從汽車的導航控製係統到先進的飛行控製係統，從洗衣機到多功能的精密機器，已經證實瞭機電一體化的重要性。數字工程、仿真與建模、機電運動設施、電力電子、計算機和信息學、MEMS、微處理器以及DSP等技術的發展，給工業界和學術界帶來瞭新的挑戰。機電一體化是機械和電子工程、計算機科學以及信息技術的協同組閤，包含采用控製係統、數字方法來設計具有內置智能的産品。
機電一體化領域允許工程師將機械、電子、控製工程和信息技術集成到整個産品設計過程中。建模、仿真、分析、虛擬原型以及可視化等都是開發先進的機電一體化産品的關鍵因素。機電一體化設計注重係統優化，以保證創造與時俱進的閤格産品。為瞭讓機電一體化産品設計一次成功，需要團隊閤作以及多部門、多工程學科之間的協調。通過引入新的軟件仿真工具和係統串接起來工作，促進瞭係統集成，創造瞭一條有效的機電一體化工作道路。
本書第1版是麵嚮高年級本科生或研究生的，涵蓋的專業包括機械工程、電子工程、工業工程、生物醫學工程、計算機工程以及機電一體化工程。本書被廣泛應用於美國、加拿大、中國、歐洲、印度和韓國。根據本領域內專傢或使用本書的教師的反饋，本書第2版已經進行瞭大幅擴展和修訂，所以本書不僅仍舊適閤於原來的用戶，而且適應於其他新齣現的課程。
當前，有一種趨勢是將機電一體化包含進傳統的課程體係中，其目的是給即將畢業的工程師們提供一些綜閤的設計經驗。這種經驗來自於使用測量原理、傳感器、驅動器、電子綫路以及耦閤瞭設計、仿真和建模的實時接口。有些課程以案例分析作為結尾，通過一個統一的設計項目，將各種各樣的學科集成到一個成功的設計産品中，以便在實驗室環境下就能快速地裝配和分析這個産品。
本書第2版已經全部升級瞭。目標是全麵覆蓋多個領域，從而讓讀者理解工程學科的範圍，將這些學科閤在一起形成機電一體化的新領域。本書中所用的跨學科方法為機電一體化産品設計提供瞭技術背景。
本書第2版可作為如下課程的教材或參考書：
獨立的機電一體化課程。
現代儀器和測量課程。
混閤電子和機械工程課程，涵蓋傳感器、驅動器、數據采集和控製。
跨學科的工程課程，包括建模、仿真和控製。
本書特色全麵覆蓋傳感器、驅動器、係統建模，並且將經典的控製係統設計與實時計算機接口相結閤。
工業實際案例分析。
深入討論物理係統的建模和仿真。
包含框圖、改進的模擬建模方法和最新的可視化仿真軟件的使用。
展示如何在圖形環境下利用可視化錶示方法進行交互式建模，其對設計過程非常重要。
詳細的機電一體化係統設計方法。
展示如何實現設計過程的一次性成功。
第2版新增內容眾多的設計例子，每一章後麵都增加瞭習題，幫助學生理解基本的機電一體化方法。
實現瞭一個簡單的運動控製模型，其貫穿於全書8章內容，逐步地涵蓋瞭機電一體化係統的各個部分。
使用LabVIEW和VisSim軟件進行仿真和實時接口。
包含當前機電一體化和智能製造的發展趨勢。
在實施案例分析時，結閤框圖進行描述，強調廣泛應用數學分析、建模仿真、控製和實時接口等工具。
包含傳感器、實時接口、多輸入和多輸齣係統。
從日常生活中碰到的情況中提取設計例子和習題。
描述機電一體化的協同性及其對設計的影響。
半實物仿真例子以及圖解優化設計。
對多輸入和多輸齣情況下的控製係統分析。
全麵展示永磁直流電機與霍爾效應傳感器的集成，以及其數學分析和位置控製。
機電一體化虛擬原型係統的創建。
第1章深入討論機電一體化設計過程的關鍵內容，並探討其發展方嚮。此外，還介紹近年來在智能製造領域機電一體化技術的發展，並討論利用機電一體化方法對傳統設計的改進。
第2章重點講解係統建模和仿真，學生將學習如何利用改進的類比方法從圖形或其他信息中創建精確的計算機動態模型，這裏將傳遞函數變換成框圖模型的過程分成瞭6步，這種方法將標準的模擬方法和框圖建模方法相結閤，其主要的不同之處在於本方法可以直接處理非綫性問題，而不需要引入綫性化。第2章還介紹在機電一體化中許多常見的物理係統，這些係統包括機械元件、電子元件、熱元件、流體元件和液壓元件，該章所開發的模型和技術將按機電一體化設計過程的順序用於後續章節。
第3章講述傳感器與換能器的基本理論和概念，包括測量儀器的原理、模擬和數字傳感器、位置傳感器、力傳感器、振動傳感器，以及溫度、流體和距離傳感器。
第4章討論幾種類型的驅動設備，包括直流電機、步進電機、流體動力設備和壓電驅動器。
第5章介紹係統控製和邏輯方法，包括數字技術和數字理論的基本原理，諸如布爾邏輯運算、模擬和數字電子學以及PLC。
第6章介紹機電一體化係統中的控製及其設計。重點關注真實環境的約束，包括時滯和非綫性。詳細介紹根軌跡法和伯德圖設計方法，同時還介紹幾個通用控製結構的設計過程，包括PI、PD、PID、滯後、超前和純增益。
第7章討論實時數據采集的理論和實踐。利用可視化編程方法解決信號處理和數據解釋的問題，舉瞭幾個利用LabVIEW和VisSim的例子。還利用案例分析一個永磁DC齒輪電機位置控製係統的PI控製器輸齣的脈寬調製功能。
第8章列舉一係列適閤實驗室研究的案例。所有案例都通過使用通用的輸入/輸齣闆、可視化仿真環境以及應用軟件來實施，圖形環境的關鍵因素在於機電一體化應用中參與和交互係統的可視化錶示。
……
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