机电一体化是微电子技术向机械工业渗透过程中逐渐形成并发展起来的一门新兴的综合性技术学科，并正日益得到普遍重视和广泛应用，已成为现代工业化生产和经济发展中不可或缺的一项高新技术。机电一体化技术的应用而生产出来的机电一体化产品已遍及人们日常生活和国民经济的各个领域。为了在当今国际范围内激烈的技术、经济竞争中占据优势，世界各国纷纷将机电一体化的研究和发展作为一项重要内容而列入本国的发展计划。该教材和课程能够使学生了解和掌握机电一体化的知识体系以及机电一体化设计的理论和方法，从而能够灵活地综合运用共性关键基础知识进行机电一体化产品的分析、设计与开发，达到知识结构、能力的机电一体化。

目录

前言

第1章总论1

11机电一体化的基本概念1

111机电一体化的定义1

112机电一体化产品的分类2

113机电一体化的技术特点3

12机电一体化的发展历程4

121理论形成阶段4

122技术现状5

123发展趋势9

13机电一体化系统要素与组成10

14机电一体化共性关键技术12

15机电一体化技术的运用流程14

151可行性研究14

152技术设计15

153试验运行15

思考题18

第2章精密机械技术19

21概述19

22传动机构19

221传动机构的性能要求19

222丝杠螺母传动20

223齿轮传动24

224挠性传动29

225间歇传动30

23导向机构31

231导向机构的性能要求与分类31

232滚动直线导轨32

233塑料导轨34

234流体静压导轨35

24执行机构36

241执行机构的基本要求36

242电磁执行机构36

243微动执行机构38

244工业机械手末端执行器40

25轴系42

251轴系的性能要求与分类42

252滚动轴承43

253流体静压轴承44

254磁悬浮轴承45

26机座和机架46

27机构简图的绘制47

思考题48

机电一体化技术目录第3章电子技术应用基础49

31集成运算放大器49

311基本知识49

312信号运算52

313信号处理57

32直流稳压电源62

321工作原理63

322串联型稳压电路64

323辅助电源电路65

324串联型稳压电路的保护电路66

33组合逻辑电路67

331组合逻辑电路的分析与设计67

332编码器69

333译码器71

334加法器73

34时序逻辑电路75

341时序逻辑电路的分析77

342时序逻辑电路的设计81

343移位寄存器90

思考题93

第4章传感与检测技术95

41概述95

42传感器分类及特性96

421传感器的定义及作用96

422传感器的构成与分类96

423传感器的静态特性98

424传感器的动态特性99

43常用传感器与传感元件100

431位移传感器100

432力传感器105

433速度和加速度传感器107

434其他工程量检测108

435其他重要传感元件110

436传感器的选用原则111

44信号预处理112

441信号放大112

442调制与解调114

443滤波115

444信号的采样与保持118

45传感器的非线性补偿119

451计算法119

452查表法119

453插值法119

思考题120

第5章计算机控制基础121

51概述121

511计算机控制系统的组成121

512计算机控制系统的特点122

513计算机控制系统的分类123

514计算机控制系统的发展126

52被控对象数学模型128

521机械移动系统128

522机械转动系统131

523电路网络133

524机械系统与电系统的模型相似138

53单片机143

531单片机基本知识144

532MCS51系列单片机硬件和原理145

533C51语言的编程基础152

534单片机应用系统开发的基本方法177

54可编程序控制器（PLC）185

541PLC的硬件系统组成186

542PLC的输入/输出模块187

543PLC的编程语言189

544PLC的基本指令190

545状态转移图及编程方法194

思考题202

第6章伺服控制205

61概述205

611伺服控制的基本概念205

612伺服系统的分类206

613伺服系统的总体要求208

62执行元件209

621执行元件的分类209

622电气式执行元件211

63控制与驱动225

631步进电动机的控制驱动225

632直流伺服电动机的控制驱动231

633交流伺服电动机的控制驱动235

64技术示例238

641天线控制系统的构成238

642组成环节的单元239

643系统的数学模型239

644方框图和传递函数240

645控制指标241

646速度控制系统的设计242

647天线位置控制系统的设计244

思考题250

第7章接口技术251

71概述251

72地址译码器与CPU接口252

721地址译码器的结构和工作原理252

722输出接口254

723输入接口255

73人机接口255

731人机接口的特点255

732人机输入接口设计255

733人机交互输出设备工作原理及接口设计258

734输出接口电路示例260

74机电接口263

741机电接口类型及特点263

742D/A转换264

743A/D转换268

744功率接口277

75总线接口283

751串行通信283

752串行通信标准总线285

思考题288

第8章系统总体设计290

81总体设计的概念及内容290

811总体设计的概念290

812总体设计的主要内容290

82性能指标与优化方法295

821产品的使用要求295

822系统的性能指标297

823系统的优化指标298

824系统优化方法301

83产品结构优化设计301

831结构方案的确定302

832优化指标的处理304

833精度指标分配305

834功能指标分配307

835优化设计示例310

84系统干扰与抑制312

841干扰源313

842电源抗干扰设计314

843地线干扰抑制315

844屏蔽技术318

845感性负载瞬态噪声抑制及触点保护318

846软件抗干扰320

思考题321

第9章应用实例323

91工业机器人323

911工业机器人的发展历程323

912技术特点与性能要素324

913工业机器人的组成325

914机械本体常见构型326

915控制系统328

916工业机器人的应用330

917技术示例332

92数控机床335

921概述335

922数控机床的构成336

923应用及分类338

924加工中心（MC）339

925电火花数控机床343

93微机电系统346

931概述346

932MEMS基础研究内容347

933MEMS的基本组成349

934微机电系统热点应用349

935工程示例351

94智能农业装备356

941智能施药机器人356

942田间锄草机器人357

943果蔬采摘机器人358

944技术示例360

思考题364

参考文献365