机电一体化系统设计

第1章　绪论 1

1.1　机电一体化系统的发展过程与应用领域 1

1.2　机电一体化系统的构成 3

1.3　机电一体化系统的多层模型 5

1.4　基于反求工程的机电一体化系统设计过程 5

思考题与习题 6

第2章　系统功能的建立 7

2.1　系统功能的定义 7

2.2　系统功能的来源 7

2.3　系统功能结构建立的基本方法 9

思考题与习题 10

第3章　总体布局的设计 11

3.1　机电一体化系统系列结构 11

3.2　基于功能分块的组件式总体布局设计方法 12

思考题与习题 15

第4章　概念设计 16

4.1　机电一体化系统的概念产生方法 16

4.2　概念方案的形态分析 21

4.3　概念方案的选择 22

思考题与习题 23

第5章　机械与电气硬件实现技术 24

5.1　系统集成与接口技术 24

5.2　机械结构设计方法 26

5.3　微处理器抗干扰技术 29

5.4　机电一体化系统的电子设计工具 31

思考题与习题 35

第6章　控制系统设计 36

6.1　对机电一体化系统的基本设置 36

6.2　机电一体化系统的控制需求和控制方法 38

6.3　控制系统设计 42

思考题与习题 43

第7章　软件设计技术 44

7.1　软件的总体功能 44

7.2　机电一体化系统软件的任务和任务管理 44

7.3　机电一体化系统的程序设计方法 46

思考题与习题 57

第8章　物理样机 58

8.1　物理样机的意义与分类 58

8.2　快速样机技术 58

8.3　电控系统快速搭接技术 60

8.4　系统的调试技术 61

8.5　技术文件制定 63

思考题与习题 65

第9章　宠物喂养机的设计实例 66

9.1　系统设计 66

9.2　人机界面设计 67

9.3　具体程序实现 67

思考题与习题 93

第10章　机械方案概述 94

10.1　定义与描述 94

10.2　特点 94

10.3　分析标准 95

10.4　机构类型分类 96

10.5　选择标准 97

10.6　两杆机构和多杆机构 97

10.7　单自由度机构和多自由度机构 100

10.8　开链机构及闭链机构 101

10.9　机械总体设计 101

思考题与习题 102

第11章　驱动方案概述 103

11.1　概述 103

11.2　电动型驱动机构主要方案 106

11.3　液压型驱动机构主要方案 115

11.4　气动型驱动机构主要方案 117

思考题与习题 118

第12章　外围电气设计方案概述 119

12.1　传感方案概述 119

12.2　电力电子技术 123

12.3　液晶显示模块 128

思考题与习题 133

第13章　嵌入式控制器设计方案概述 134

13.1　嵌入式控制器概述 134

13.2　单片机典型方案分析 135

13.3　典型单片机芯片举例 137

13.4　可编程控制器概况 143

思考题与习题 147

第14章　典型机电一体化机构设计 148

14.1　变输入速度伺服机构系统方案 148

14.2　机构的振动主动控制系统方案 154

14.3　混合动力机器方案 160

14.4　机构与控制的协调工作 164

思考题与习题 165

第15章　常用控制方案 167

15.1　反馈控制与前馈控制 167

15.2　PID控制 168

15.3 自适应控制 169

15.4　智能控制 171

思考题与习题 174

第16章　程序编制方案 175

16.1　面向对象的程序设计技术 175

16.2　机电一体化系统界面设计 176

16.3　软件的抗干扰措施 180

16.4　嵌入式操作系统与实时操作系统 181

16.5　基于实时操作系统的对象编程方法实例 184

思考题与习题 186

附录　一个运水机器人设计题目 187

参考文献 188