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前言1

第一章 机电一体化技术概述1

1．世界制造业的发展趋势1

1．1 一系列先进技术的兴起1

1．2 对市场响应速度成为首要因素2

1．3 各种计算机辅助技术已深入制造领域3

1．4 出现了一系列新型的先进生产方式3

1．5 统一的全球市场正在形成8

2．机电一体化的定义与内涵9

2．1 机电一体化的定义9

2．2 机电一体化的内涵11

3．机电一体化技术的产生和发展16

3．1 准备阶段(50年代到60年代末)16

3．2 初创阶段(70年代)16

3．3 发展时期(80年代)17

3．4 深入发展阶段(90年代以来)18

4．机电一体化与其他技术的区别19

4．1 机电一体化不是机械技术与电子技术的简单相加19

4．2 与机电学的区别20

4．3 与并行工程的区别21

5．机电一体化的优点和效益23

4．4 与自动控制技术的区别23

4．5 与计算机应用的区别23

5．1 从生产部门考虑24

5．2 从用户考虑25

第二章 机电一体化产品的设计27

1．设计步骤27

1．1 用户需求分析和市场调查27

1．2 有关最新技术的进展与评价27

1．3 关键技术和技术路线的描述28

1．4 主要性能指标和规格的说明28

1．7 进行具体设计29

1．5 可选方案和评价意见29

1．6 推荐首选的设计思想及方案29

2．反向工程30

2．1 定义30

2．2 目的30

2．3 意义30

2．4 要点31

3．机电一体化产品的设计和计算机辅助设计技术的应用32

3．1 合理安排产品的上市时间32

3．2 设计产品时要注意质量保证32

3．3 大力应用CAD技术33

4．1 项目主管的作用和职责42

4．2 对设计工程师的要求42

4．设计工作的组织42

4．3 企业领导的职责43

5．简明的实例44

5．1 传统计算机数控系统的设计思想及其构成44

5．2 基于工业PC机的计算机数控系统45

5．3 基于工业PC机数控系统的开发46

第三章 机电一体化系统的控制技术49

1．计算机控制的优点49

2．1 数据采集系统50

2．计算机控制的类型50

2．2 计算机用作操作指导51

2．3 计算机监控系统52

2．4 直接数字控制52

2．5 分级控制系统53

2．6 集散控制系统(DCS)54

2．7 现场总线控制系统(FCS)57

2．8 计算机集成制造系统(CIMS)61

3．用于控制的计算机和控制器64

3．1 可编程控制器(PC)64

3．2 单片机65

3．3 数字信号处理器(DSP)71

3．4 模糊控制器76

3．5 STD总线工业控制机76

3．6 工业PC机(IPC)77

第四章 电磁兼容技术81

1．一般概念81

1．1 引言81

1．2 定义82

2．常见的电磁干扰84

2．2 电磁感应85

2．1 静电干扰85

2．3 电磁波干扰86

2．4 公共阻抗噪声86

2．5 瞬变干扰86

2．6 长线反射88

2．7 串扰88

2．8 常模与共模干扰89

2．9 浪涌90

3．抗电磁干扰设计的有关问题91

3．1 元器件的抗电磁干扰91

3．2 电磁兼容性设计92

3．3 设计实例93

4．电源系统的抗干扰95

4．1 对交流供电电源的要求96

4．2 模拟电磁环境的测试设备96

5．常用的干扰抑制技术98

5．1 物理隔离98

5．2 屏蔽99

5．3 接地101

5．4 滤波104

5．5 浪涌吸收器105

6．认证与测试106

第五章 与人友好的机电一体化系统109

1．问题的提出与解决途径109

1．1 人和机器谁为中心109

1．2 技术可能性109

2．建立和谐的人机环境110

2．1 人机关系110

2．2 和谐的含义111

2．3 用户分类112

2．4 如何建立和谐的人机环境112

3．1 接口的作用114

3．2 接口的分类114

3．人机接口技术114

3．3 计算机系统的人机接口115

3．4 建立机电一体化系统人机接口的原则118

4．与人友好的机电一体化系统实例118

4．1 数控加工中心118

4．2 手持型骨钻126

第六章 机电一体化系统的集成技术137

1．什么是集成技术137

1．1 几种成功的集成技术137

1．2 系统集成技术的含义和特点140

2．1 目的141

2．机电一体化系统的集成技术141

2．2 支撑技术142

2．3 集成方法143

2．4 接口147

2．5 系统仿真148

2．6 系统测试和评估148

3．机电一体化系统集成举例149

3．1 概述149

3．2 系统分解149

3．3 系统集成150

3．5 工艺试验160

3．4 接口160

3．6 简短的总结162

第七章 机电一体化系统的智能化163

1．概述163

2．专家系统164

2．1 为什么要发展专家系统164

2．2 专家系统的结构和内容166

2．3 知识表示方式168

2．4 推理机制171

2．5 专家系统的开发173

2．6 专家系统的应用174

3．模糊逻辑与控制177

3．1 基本概念177

3．2 模糊控制的发展178

3．3 模糊控制的实现179

3．4 模糊控制的优缺点188

3．5 发展趋势189

4．人工神经网络190

4．1 引言190

4．2 神经元和神经网络191

4．3 神经网络的学习算法194

4．4 人工神经网络的应用196

第八章 微机电一体化系统199

1．概述199

1．1 什么是微机电一体化系统199

1．2 微细加工技术和微型制造200

2．物质和技术基础201

2．1 制作微机电一体化系统的材料201

2．2 加工技术202

3．微机电一体化系统的应用211

3．1 微型加工速度计的应用211

3．2 数字微镜装置的应用213

3．3 单片流量计在家用电器中的应用215

3．4 硅微型压力传感器的应用217

3．5 用作微位置控制的微执行器218

3．6 用于磁信号输出的微机电系统219

3．7 用于化学和生化系统分析的微机电系统219

4．发展前景219

4．1 世界各国和我国的研制情况219

4．2 市场预测220

4．3 一些诱人的应用前景221

4．4 微机电系统的发展前景224

附录 参考资料及国际会议简介225