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目 录1

绪论1

§1引言1

§2机电一体化的基本概念2

§3机电一体化的关键技术3

§4机电一体化的未来趋向6

第一部分微型计算机技术13

第一章概论13

§1.1.1控制与微型计算机14

§1.1.2工业控制中的常用机型简介18

§1.1.3微机实时控制系统的几种常用控制算法25

第二章微机基本系统及扩展33

§1.2.1 TP 801 A单板机功能扩展及接口编程33

§1.2.2 MCS-51单片机基本系统及扩展44

§1.2.3 MCS-96单片机8098基本系统及扩展53

§1.2.4中断技术69

§1.3.1 I/O口扩展及8255、8155芯片的应用78

第三章微机应用接口技术78

§1.3.2 8279键盘、显示器接口技术85

§1.3.3前向通道中的接口技术97

§1.3.4后向通道中的接口技术105

第二部分机、电、液接口及控制技术117

第一章交流调速控制技术117

§2.1.1近代交流调速控制技术117

§2.1.2电压型变频调速控制系统121

§2.1.3 电流型变频调速控制系统与调试123

§2.1.4 PWM型变频调速控制系统127

§2.1.5单片机控制异步电机双闭环可逆SPWM变频调速系统134

§2.1.6直线电动机142

第二章现代电力电子器件应用技术146

§2.2.1功率MOSFET的应用技术146

§2.2.2可关断晶闸管门极控制技术156

§2.2.3电力晶体管的驱动与保护技术164

§2.2.4功率集成电路及其它新型电力电子器件175

§2.3.1直流调速系统184

第三章直流调速控制技术184

§2.3.2微机控制的双闭环调速系统195

第四章步进电机驱动技术与机械技术205

§2.4.1步进电机的基本工作原理205

§2.4.2步进电机的控制技术211

§2.4.3机械传动机构217

§2.4.4联轴器与螺纹防松技术223

§2.5.1高精度位置控制执行器237

第五章电液伺服技术237

§2.5.2步进电机或直流电机控制的定量液动机240

§2.5.3液压扭矩放大器244

§2.5.4电液伺服阀248

第六章常用机电系统动力学模型258

§2.6.1力学系统动力学模型258

§2.6.2电路网络系统动力学模型260

§2.6.3控制电机动力学模型264

§2.6.4液压元部件动力学模型269

§2.6.5气动器件动力学模型273

§2.6.6机械传动机构动力学模型274

§2.6.7位置伺服系统动力学模型283

第三部分传感器技术287

第一章 电阻式传感器287

§3.1.1变阻器式传感器287

§3.1.2电阻应变式传感器289

第二章涡流式传感器296

§3.2.1涡流式传感器的传感原理296

§3.2.2影响灵敏度的因素298

§3.2.3几种涡流式传感器的应用299

第三章旋转变压器302

§3.3.1旋转变压器的结构和工作原理302

§3.3.2旋转变压器的幅值工作状态305

§3.3.3磁阻式多极旋转变压器306

§3.3.4旋转变压器的应用及接口电路307

第四章压电式传感器314

§3.4.1压电式传感器的传感原理314

§3.4.2几种压电式传感器的应用319

§3.4.3压电式传感器的特点322

§3.5.1螺管形差动变压器324

第五章差动变压器324

§3.5.2变气隙式山形及H形磁芯差动变压器328

第六章测速发电机330

§3.6.1概述330

§3.6.2直流测速发电机331

§3.6.3交流测速发电机337

第七章感应同步器340

§3.7.1感应同步器的种类340

§3.7.2感应同步器的结构343

§3.7.3感应同步器的工作原理346

§3.7.4感应同步器的信号处理方式347

第八章增量式编码器350

§3.8.1编码器的工作原理及结构350

§3.8.2编码器的电路原理351

§3.8.3编码器的主要性能358

第九章热电式传感器359

§3.9.1热电偶的传感原理359

§3.9.3热电偶自由端温度变化引起的误差补偿362

§3.9.2对热电偶的要求362

§3.9.4几种热电偶传感器的应用364

第四部分滤波器与PID校正367

第一章模拟滤波器（AF）367

§4.1.1模拟滤波器的输入与输出关系367

§4.1.2低通滤波器及其设计369

§4.1.3高通滤波器及其设计375

§4.1.4带通滤波器及其设计380

§4.1.5带阻滤波器384

§4.2.1低通（LP）DF的分析与设计389

第二章数字滤波器（DF）389

§4.2.2高通（HP）DF的设计397

§4.2.3带通（BP）DF的分析与设计398

§4.2.4带阻（BS）DF的设计404

第三章模拟PID系统校正406

§4.3.1 PI调节器406

附录一数字滤波程序（DF.ASM）408

§4.3.2 PD调节器409

§4.3.3 PID调节器412

§4.3.4几种典型的有源校正装置的传递函数与伯德图415

第四章数字PID控制420

§4.4.1数字PID控制模型420

§4.42数字PID参数的整定425

§4.4.3数字PID控制算式的发展428

第五部分机电一体化系统可靠性技术431

第一章微机系统干扰源及干扰抑制技术431

§5.1 .1电源干扰及其抑制技术431

§5.1.2过程通道干扰及其抑制技术435

§5.1.3空间干扰及其抑制技术442

第二章印制电路板的抗干扰技术444

§ 5.2.1印制导线的特性阻抗445

§5.2.2印制电路板的干扰抑制技术446

§5.2.3印制电路板的安装及配线技术451

§5.2.4印制电路板带电插拔时应注意的问题453

§5.2.5 多层印制电路板的干扰抑制技术454

第三章测控设备配线的抗干扰技术457

§5.3.1“干净”线路与噪声污染线路隔离配线的抗干扰技术457

§5.3.2信号线远离高压线配线抗电磁波干扰技术461

§5.3.3测控设备机柜内外配线技术464

§5.3.4测控系统的地线设计技术467

§5.4.1测控系统受干扰后的危害470

第四章软件抗干扰技术470

§5.4.2实施软件抗干扰的必要条件471

§5.4.3数据采集的软件抗干扰技术472

§5.4.4程序运行失常的软件抗干扰技术475

第五章 晶闸管应用电路的干扰及其抑制技术478

§5.5.1晶闸管负载回路中的干扰及其抑制技术478

§5.5.2晶闸管控制回路的干扰及其抑制技术489

§5.6.1设备结构与电磁屏蔽技术494

第六章 电磁屏蔽及抗静电干扰技术494

§5.6.2静电放电干扰的抑制技术496

附录二 PID算法程序（PID.ASM）536

附录三 常用信号的傅立叶变换表545

附录四 拉普拉斯逆变换表554

附录五 典型序列的Z变换表559

附录六常用传感器型号及生产厂家562

参考文献581