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第1章 概述1

1.1机电传动控制的目的和任务1

1.2机电传动控制系统的发展2

1.3机电传动控制系统的基本要素和功能4

1.4控制系统的基本概念6

1.5机电传动控制系统的设计方法7

习题与思考题9

第2章 机电传动控制的数学模型10

2.1概述10

2.1.1数学模型的概念10

2.1.2机电控制系统数学模型的种类11

2.2机械传动系统的数学模型15

2.2.1机械移动系统15

2.2.2机械转动系统19

2.3电气传动系统的数学模型21

2.3.1电路网络21

2.3.2控制电动机23

2.4机电系统相似模型26

2.5机电一体化系统模型30

2.5.1直流伺服电动机31

2.5.2机械传动链32

小结36

习题与思考题37

第3章 机电传动系统的驱动电动机38

3.1直流电动机38

3.1.1直流电动机的构造38

3.1.2直流电动机的工作原理39

3.1.3直流电动机的分类40

3.1.4直流电动机的特性40

3.1.5直流电动机的运行与控制42

3.2三相异步电动机43

3.2.1三相异步电动机的结构与转动原理43

3.2.2三相异步电动机的电磁转矩与机械特性47

3.2.3三相异步电动机的铭牌和技术数据49

3.2.4三相异步电动机的选择50

3.3单相异步电动机51

3.3.1单相异步电动机的工作原理52

3.3.2单相异步电动机的主要类型53

3.3.3单相异步电动机的应用55

3.4伺服电机55

3.4.1直流伺服电机56

3.4.2交流伺服电机59

3.5步进电机61

3.5.1步进电机的结构与工作原理62

3.5.2反应式步进电机的特性64

3.5.3驱动电源67

3.6自整角机68

3.6.1自整角机的结构与工作原理68

3.6.2自整角机的误差分析与选用时应注意的问题72

小结72

习题与思考题73

第4章 机电控制系统中的传感器技术75

4.1传感器的组成及分类75

4.1.1传感器的组成75

4.1.2传感器的分类76

4.2传感器的一般特性77

4.2.1传感器的静态特性77

4.2.2传感器的动态特性79

4.3常用传感器及应用79

4.3.1位移传感器79

4.3.2速度传感器85

4.3.3物位传感器93

4.3.4压力传感器95

4.3.5温度传感器111

小结124

习题与思考题124

第5章 继电接触控制系统的设计125

5.1常用低压电器125

5.1.1电器的定义及分类125

5.1.2电磁式电器的工作原理与结构特点126

5.1.3电弧128

5.1.4电器的基本特性130

5.1.5常用低压电器的类型、结构及使用132

5.2电气控制系统图154

5.2.1电气控制系统图中的符号155

5.2.2电气原理图155

5.2.3电气安装图156

5.3异步电动机的启动控制线路158

5.3.1直接启动控制电路158

5.3.2减压启动控制电路161

5.4异步电动机的正反转控制线路164

5.4.1电动机正、反转控制线路164

5.4.2自动往复行程控制线路165

5.5异步电动机的调速控制线路167

5.5.1异步电动机的调速方法167

5.5.2异步电动机的变极调速167

5.6异步电动机的制动控制线路170

5.6.1异步电动机的机械制动170

5.6.2异步电动机的电气制动171

5.7液压控制176

5.8其他基本控制线路177

5.8.1多地联锁控制177

5.8.2顺序控制环节178

小结179

习题与思考题179

第6章 可编程控制器原理182

6.1概述182

6.1.1可编程控制器的产生与发展182

6.1.2可编程控制器的用途与特点184

6.2可编程控制器的基本构成186

6.2.1 PLC的控制功能186

6.2.2 PLC系统的组成及功能187

6.2.3 PLC的分类191

6.2.4 PLC的性能指标192

6.2.5 PLC的发展趋势及对工业发展的影响193

6.3可编程控制器的工作原理及编程语言195

6.3.1可编程控制器的等效电路195

6.3.2 PLC的扫描技术197

6.3.3 PLC的编程语言201

6.4 FX2N系列可编程控制器的编程器件及基本指令205

6.4.1 PLC内部的编程器件205

6.4.2 PLC的基本指令216

6.5 FX2N系列步进指令226

6.5.1状态流程图的编制方法226

6.5.2状态的详细动作说明230

6.6 FX2N功能指令的使用232

6.6.1功能指令形式232

6.6.2程序流程指令233

6.6.3算术运算指令234

6.6.4比较指令237

6.6.5特殊功能指令——传送指令MOV239

6.6.6数制转换指令239

6.6.7解码和编码指令241

6.6.8数据输入、输出指令——七段译码指令SEGD242

6.7 PLC控制系统的设计243

6.7.1概述243

6.7.2 PLC的编程方法及程序设计注意事项251

小结259

习题与思考题259

第7章 机电传动控制系统262

7.1机电传动控制系统的组成和分类262

7.1.1机电传动控制系统的组成262

7.1.2机电传动控制系统的分类262

7.2直流传动控制系统264

7.2.1概述264

7.2.2直流电动机闭环调速系统267

7.2.3直流电动机脉宽调速系统277

7.3交流传动控制系统285

7.3.1概述285

7.3.2异步电动机的调压调速系统286

7.3.3异步电动机的变频调速系统291

7.4步进电动机的驱动与控制系统300

7.4.1步进电动机的控制系统及功率驱动电源300

7.4.2步进电动机的运行特性及影响因素305

7.5单片机在机电传动系统中的应用306

7.5.1组成高分辨率的数字触发器307

7.5.2数字测速的实现310

7.5.3单片机在交、直流调速系统中的应用312

小结317

习题与思考题317

第8章 机电传动控制设计范例320

8.1概述320

8.1.1问题提出320

8.1.2 PLC控制系统设计的基本步骤320

8.1.3 PLC硬件系统设计322

8.1.4 PLC软件系统设计323

8.1.5 PLC控制系统设计的注意事项324

8.2 PLC在机械手搬运控制系统中的应用325

8.2.1机械结构和控制要求325

8.2.2 PLC的I／O分配326

8.2.3 PLC程序设计327

8.3用PLC技术改造普通车床的电气控制系统331

8.3.1 C650普通车床的电气控制要求331

8.3.2 PLC控制电路332

8.4皮带运输机的PLC控制系统设计335

8.4.1皮带运输机的控制要求335

8.4.2 PLC程序设计336

小结338

习题与思考题339

参考文献342