《机电一体化及其发展策略》求取 ⇩

第一章机电一体化的概念与由来1

第一节 概述1

第二节机电一体化的基本概念及主要特征4

一．机电一体化的基本概念4

二．机电一体化的主要特征6

1．整体结构最佳化7

2．系统控制智能化7

3．操作性能柔性化8

第三节机电一体化的发展史9

一．机电一体化是社会生产力发展的需要9

二．机电一体化产生的技术背景11

1．机械技术的发展11

2．微电子技术和计算机技术的发展12

3．控制理论的发展16

4．系统工程与机电一体化工程17

第二章机电一体化的共性关键技术19

第一节检测传感技术19

一．传感器的定义及其发展19

二．传感器的组成及其主要指标22

1．传感器的组成22

2．传感器的性能指标23

（1）基本特性指标23

（2）环境参数指标24

（3）稳定性、可靠性指标25

（4）传感器的静态特性26

（5）传感器的动态特性29

三．传感器的分类与实例29

1．传感器的分类29

（1）按传感器的机理分29

（2）按传感器的输出量分30

（3）按有无外加电源分30

（4）根据能源转换原理分30

（5）按工作原理分30

（6）按被测量分30

2．传感器实例及其工作原理30

（1）电阻式温度传感器30

（2）电动势式温度传感器31

（3）应变式压力传感器32

四．传感器在机电一体化技术中的地位及需要研究的问题34

1．传感器在机电一体化技术中的地位34

2．需要进一步研究的问题35

第二节信息处理技术36

一．信息技术的定义及其发展36

二．信息系统的组成环节及其作用38

1．信息系统的组成环节38

2．信息系统中四大环节的功能39

（1）信息采集39

（2）信息传递39

（3）信息处理39

（4）信息实施40

三．几种常用的信息技术简介40

1．接口技术40

（1）接口的概念及功能40

（2）接口的分类及原理41

2．数据传输技术47

（1）数据传输系统的组成47

（2）数据传输的过程49

（3）数据传输的基本性能指标50

3．计算机技术51

（1）计算机的定义与发展51

（2）计算机的分类55

（3）计算机的组成57

（4）计算机的简单工作原理62

四．信息处理技术在机电一体化技术中的地位及需要研究的问题74

1．信息处理技术在机电一体化技术中的地位74

2．信息处理技术中需要进一步研究的问题75

第三节自动控制技术75

一．控制技术的发展75

二．控制系统的组成及性能指标76

1．控制系统的组成76

（1）给定值发生器77

（2）检测变换元件77

（3）比较器77

（4）驱动与执行机构77

2．控制系统的性能指标78

（1）精度78

（2）稳定度78

（3）动态品质78

三．控制系统的分类79

1．按控制理论分79

2．按控制方式分79

3．按控制作用与时间的关系分80

4．按控制的结构和层次分80

5．按被控量是否对系统的控制起作用分80

四．现代控制理论简介80

1．现代控制理论的主要内容81

（1）最优控制81

（2）自适应控制81

（3）最优估计与动态辨识81

2．现代控制理论的研究方法82

3．现代控制理论的数学工具82

五．几种控制技术简介82

1．数控技术82

（1）数控技术的基本概念及发展82

（2）计算机数控系统（CNC）简介86

（3）数控编程技术简介89

2．可编程序控制器92

（1）可编程序控制器的定义及发展92

（2）可编程序控制器的特点94

（3）可编程序控制器的组成与工作原理99

3．STD总线工业控制机105

（1）总线的一般概念105

（2）STD总线的发展与标准107

（3）STD总线的技术特点109

（4）STD总线工控机基本系统的组成110

（5）STD总线工业控制系统与通用微型计算机和PLC的比较112

六．自动控制技术领域中需要研究的问题113

第四节伺服传动技术114

一．伺服传动技术的概念及发展114

1．伺服传动技术的概念114

2．伺服传动技术的发展115

二．伺服系统的分类116

1．按伺服系统的控制方式分116

（1）开环伺服系统116

（2）闭环伺服系统116

（3）半闭环伺服系统116

2．按伺服系统的操作方式分117

（1）点位控制伺服系统117

（2）连续控制伺服系统117

3．按反馈信号的比较方式分118

（1）幅值比较系统118

（2）相位比较系统118

4．按伺服系统中驱动部件的作用原理分119

（1）电气伺服系统119

（2）液压伺服系统119

三．伺服传动的基本组成及几种伺服系统简介120

1．伺服系统的基本组成120

2．以步进电机为驱动部件的伺服系统121

（1）步进电机的工作原理121

（2）步进电机伺服系统的原理124

3．直流伺服系统125

（1）直流伺服电机的调速原理125

（2）直流伺服电机的特点126

（3）直流测速电机的特点127

（4）位置传感器的特点127

（5）直流伺服系统的速度控制原理127

4．交流伺服系统128

（1）交流伺服电机的调速原理128

（2）永磁同步交流电动机的特点129

（3）永磁同步交流伺服系统的速度反馈元件129

（4）永磁同步交流伺服系统的位置检测传感器130

（5）永磁同步交流伺服系统速度控制原理130

四．伺服传动技术在机电一体化技术中的地位和需要研究的问题135

第五节精密机械技术136

一．机械技术在各种技术的相互渗透中前进136

二．精密加工技术137

1．精密切削技术137

（1）研制超精密机床138

（2）采用金刚石刀具138

2．模具成型技术138

3．超精密研磨技术139

（1）非接触研磨139

（2）机械化学研磨139

（3）利用磁场的研磨139

4．微细加工技术139

（1）电子光刻技术139

（2）超微细高亮度离子束技术139

5．纳米技术139

三．微机械技术142

1．微机械的产生和发展142

2．微机械技术的主要内容143

（1）微机械技术的理论研究143

（2）微机械的驱动技术143

（3）微机械的传感技术143

（4）微机械用的材料技术144

（5）微机械的制造工艺技术144

四．精密机械技术在机电一体化技术中的地位及需要研究的问题144

1．精密机械技术在机电一体化技术中的地位144

2．精密机械技术中需要研究的问题145

第六节系统总体技术145

一．系统总体技术的基本概念及涉及的内容145

二．系统设计技术146

1．系统设计的目的和原则146

（1）系统设计的目的146

（2）系统设计的原则146

2．系统设计的类型148

（1）开发性设计148

（2）适应性设计148

（3）变异性设计148

3．系统设计方法148

（1）功能分析法148

（2）控制系统的设计152

（3）可靠性设计154

三．系统的调试155

1．系统调试的主要任务155

（1）硬件系统的调试155

（2）软件系统的调试155

（3）功能调试155

2．调试方法155

（1）台架实验法155

（2）计算机仿真法155

（3）现场调试法157

四．机电一体化系统的评价157

1．机电一体化系统的评价目标157

（1）技术评价目标157

（2）经济评价目标157

（3）社会评价目标157

2．机电一体化系统的评价方法157

（1）名次计分法157

（2）评分法158

（3）技术经济评价法158

五．系统总体技术在机电一体化技术中的地位及需要研究的问题160

第三章机电一体化技术的主要应用领域161

第一节机电一体化技术在单机自动化方面的应用161

一．机械技术与电子技术结合的形式161

1．功能替代型161

2．功能提高型162

3．功能结合型163

二．机电一体化对机电产品和耐用消费品的影响163

1．提高了生产效率163

2．提高了加工精度164

3．提高了柔性，实现大、中、小各种批量生产的自动化164

4．提高产品的可靠性164

5．简化了机械结构164

6．可以合理利用资源165

三．机电一体化产品的分类165

1．按机械产品的主要功能分类165

（1）工具机165

（2）动力机165

（3）信息机165

2．按机电一体化产品的用途分类165

（1）投资类机电一体化产品165

（2）消费类机电一体化产品166

四．机电一体化产品发展的趋势167

1．复合化、融合化167

2．小型化、轻量化168

3．高速化168

4．移动化169

5．智能化170

第二节机电一体化技术在过程控制中的应用170

一．过程控制的一般概念170

二．过程控制系统的特点及组成173

1．过程控制系统的工作特点173

2．过程控制系统的组成174

（1）硬件系统的组成174

（2）软件系统的组成176

三．几种典型的过程控制系统简介177

1．数据采集和数据处理系统177

2．直接数字控制系统（DDC）178

3．监督控制系统（SCC）179

4．集散型控制系统（DCS）180

第三节机电一体化技术在企业自动化方面的应用183

一．计算机集成制造的概念与发展184

1．计算机集成制造的概念184

2．CIM的由来184

3．CIM的发展185

二．CIMS的体系结构189

1．管理信息分系统190

2．技术信息分系统190

3．制造自动化分系统190

4．计算机辅助质量保证分系统190

三．CIMS相关技术简介192

1．管理信息系统（MIS）192

（1）企业计算机辅助管理技术的发展192

（2）管理信息系统的定义及主要功能193

（3）企业计算机辅助管理信息系统MRPⅡ简介194

2．CAD技术简介201

（1）CAD技术的概念及发展201

（2）CAD系统的基本组成及功能204

3．CAPP的基本含义及典型介绍215

（1）CAPP的产生与作用215

（2）CAPP的原理215

4．柔性制造系统简介219

（1）柔性制造系统的定义及其发展219

（2）柔性制造系统的类型及特点220

（3）柔性制造系统的组成及其作用222

第四节机电一体化技术在行业技术中的应用230

一．机电一体化技术为农业现代化服务230

1．机电一体化是农业机械发展的必然趋势230

2．支援气象与灾害预报提高农业抗灾能力231

3．利用专家系统优化农田管理232

二．机电一体化技术在钢铁工业中的应用232

1．交流变频调速技术在钢铁工业中的应用233

2．可编程序控制器与集散型控制系统在钢铁工业中的应用234

3．机械手与机器人在钢铁工业中的应用234

4．计算机辅助管理技术在钢铁工业中的应用235

三．机电一体化技术在纺织工业中的应用236

1．机电一体化技术在纺织过程中的应用236

2．机电一体化技术在织造机械上的应用236

3．机电一体化技术在染整机械上的应用237

4．机电一体化技术在化纤设备上的应用237

5．机电一体化技术在服装行业中的应用237

四．机电一体化技术在建材行业中的应用238

1．用计算机控制机立窑可以提高产品质量238

2．用计算机控制窑炉可以节约能源238

3．用计算机控制窑炉可以减少污染239

五．机电一体化技术在化工行业中的应用239

1．机电一体化技术在生产过程控制方面的应用239

2．机电一体化技术在化工机械设备上的应用240

3．集散型控制系统的应用日趋发展240

4．CAD/CAM技术的应用241

六．机电一体化技术与医疗设备241

1．机电一体化技术与诊断仪器241

2．机电一体化技术与临床检验仪器242

3．机电一体化技术与监护仪器242

4．机电一体化技术与治疗设备242

七．机电一体化技术在军事方面的应用243

1．机电一体化技术在地面火力控制方面的应用243

2．机电一体化技术在空中打击方面的应用244

3．机电一体化技术在海战中的应用244

4．机电一体化技术在军事训练方面的应用244

第四章发展机电一体化的基本策略246

第一节结合国情理清思路246

一．什么是我国的国情246

1．设备的老化阻碍了社会生产力的发展246

2．产品的老化造成了我国机电产品进出口的长期逆差247

3．技术的老化使我国的企业缺乏竞争力248

二．发展机电一体化的总体思路248

第二节用电子技术改造传统产业势在必行250

一．传统产业的基本概念及其改造的必要性250

1．传统产业的基本概念250

2．用电子技术改造传统产业的必要性251

二．我国用电子技术改造传统产业的动态252

三．我国用电子技术改造传统产业的工作重点255

1．用电子技术改造传统产业提高劳动生产率和产品质量255

2．节约能源是电子技术改造传统产业的重要任务256

3．用电子技术改造传统产业节约原材料是合理利用资源的重要途径257

4．用电子技术实现企业的科学管理259

（1）企业管理的发展趋势259

（2）当前我国企业管理中存在的问题260

5．发挥企业的主体作用搞好我国传统产业的改造263

（1）企业应积极采用计算机辅助设计264

（CAD）技术264

（2）企业应积极采用计算机辅助管理技术提高管理水平264

（3）企业要继续抓紧用电子技术改造现有设备265

（4）企业要用电子技术改造落后的机电产品265

（5）企业要抓紧普及与生产有关的电子技术知识265

（6）要把电子技术改造传统产业工作与企业的技术改造结合起来266

第三节发展机电一体化产品刻不容缓267

一．逆差带来的反思267

二．发展机电一体化产品已成为世界潮流268

三．我国机电一体化产品的开发取得进展270

四．机电一体化产品的优先发展领域272

五．发展机电一体化产品的基本策略278

第四节关于机电一体化工作的战略措施282

一．加强宣传转变观念282

二．充分发挥中央、地方和企业三个积极性285

三．加强机电一体化人才的培养287

四．狠抓机电一体化产品的质量开拓机电一体化产品的市场292

第五章机电一体化技术应用实例295

一．CK3225系列数控车床295

二．PJ—1系列喷漆机器人301

三．机场行李输送系统306

四．自动化立体仓库314

五．HS—GG2工业锅炉微型计算机控制系统318

六．青霉素发酵过程控制系统（HS—DCS—1000）322

七．单片机控制模糊洗衣机327

八．心律监护仪337

九．LQ—1600K汉字打印机343

参考文献354