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第一篇 机电一体化技术基础1

第一章 机电一体化基础知识1

第一节 机电一体化概述1

一、机电一体化的概念1

二、机电一体化系统的构成1

三、机电一体化技术的发展2

四、机电一体化技术的分类3

五、机电一体化的意义4

第二节 机电一体化相关技术4

一、机械技术4

二、传感与检测技术5

三、计算机与信息处理技术6

四、自动控制技术6

五、执行与驱动技术7

六、系统总体技术7

思考题7

第二章 计算机控制系统中的微型计算机9

第一节 嵌入式计算机系统及其控制器9

一、嵌入式系统的定义与特点9

二、嵌入式系统技术的发展10

三、单片机10

四、数字信号处理器11

五、可编程逻辑器件和现场可编程门阵列12

第二节 可编程控制器13

一、可编程控制器概述13

二、可编程控制器的特点13

三、可编程控制器的应用14

四、可编程控制器的基本结构14

五、可编程控制器的工作原理16

六、可编程控制器编程中的继电器概念17

七、可编程控制器的梯形图编程语言18

八、梯形图语言编程中的常用原则19

九、常用基本环节编程20

十、可编程控制器的选择22

十一、可编程控制器的应用软件设计23

十二、可编程控制器使用中的安全及保护问题25

第三节 工业控制计算机28

一、工控机的特点28

二、工控机的分类28

三、工控机系统的组成29

思考题30

第三章 计算机控制系统中的总线与多机通信31

第一节 计算机总线31

一、内部总线32

二、系统总线32

三、外部总线34

第二节 多机网络通信基础38

一、计算机网络的分类38

二、网络协议的分层结构38

第三节 现场总线39

一、现场总线概述40

二、现场总线的发展和以太网41

三、典型控制网络体系结构42

思考题42

第四章 计算机控制系统基础43

第一节 计算机控制系统的基本原理43

一、计算机控制系统的特点44

二、控制系统的设计步骤44

第二节 计算机接口技术概述45

一、接口的分类45

二、接口的功能46

第三节 计算机控制系统的信号采集47

一、开关量输入通道及其信号处理47

二、信号的采样与采样定理48

三、多路开关及采样保持器49

四、模拟量输入通道的接口技术49

第四节 计算机控制系统的信号输出52

一、模拟量输出通道的接口技术52

二、多路模拟量输出通道的结构形式53

第五节 计算机控制系统中的常用数据处理技术54

一、微型计算机数据处理系统的特点54

二、查表技术55

三、数字滤波技术56

四、量程自动转换和标度变换59

五、线性插值数据处理方法62

第六节 计算机控制系统中的控制策略64

一、经典控制策略65

二、现代控制策略68

三、智能控制策略69

四、控制策略的相互渗透和结合69

第七节 计算机控制系统的分类69

一、按功能及结构分类70

二、按控制规律分类74

三、按控制方式分类75

第八节 过程通道的抗干扰措施75

一、干扰及干扰源75

二、干扰的分类76

三、常态干扰的抑制78

四、共模干扰的抑制79

五、其他抗干扰措施80

思考题81

第五章 机电一体化中的执行元件与伺服驱动技术83

第一节 伺服控制技术概述84

一、伺服系统的分类84

二、伺服系统的反馈85

三、控制的实时性与控制的准确性86

第二节 直流电动机及其伺服控制系统87

一、直流电动机的工作原理87

二、可控硅调压88

三、脉宽调压89

四、直流伺服电动机90

五、直流伺服电动机调速系统92

第三节 交流电动机及其伺服控制系统93

一、交流电动机的工作原理及特性94

二、交流电动机的调速95

三、交流异步伺服电动机的工作原理96

四、变频技术及其原理97

五、交流伺服系统产品102

第四节 步进电动机及其驱动102

一、步进电动机的分类102

二、步进电动机的工作原理及运行方式104

三、与动力学性能相关的步进电动机工作特性参数107

四、步进电动机的驱动电路107

五、步进电动机的加减速控制111

第五节 液压执行元件及其伺服控制112

一、液压传动的特点112

二、液压执行元件113

三、电液伺服系统114

第六节 气压执行元件及其伺服控制116

一、气压传动的特点116

二、气压执行元件117

三、电气伺服系统118

第七节 新型电气驱动单元118

一、超声波马达118

二、直线位移单元119

三、三维电动机120

思考题121

参考文献122

第二篇 纺织机械机电一体化123

第六章 清梳联机电一体化123

第一节 清梳联合机123

一、开清棉机组123

二、连续喂棉箱124

三、梳棉机124

第二节 清梳联系统控制与单机控制124

一、清梳联控制系统的要求124

二、清梳联集散式控制系统124

三、清梳联各单机的控制系统127

思考题139

第七章 并条机机电一体化140

第一节 并条机概述140

第二节 并条机控制系统141

一、并条机控制系统的要求141

二、并条机自调匀整装置141

三、并条机自调匀整装置的发展状况142

思考题150

第八章 精梳机机电一体化151

第一节 精梳机概述151

一、精梳机的分类及工艺流程151

二、高效能精梳机的特点151

第二节 精梳机控制系统152

一、精梳机自动控制系统的要求152

二、精梳机的驱动与控制152

思考题155

第九章 粗纱机机电一体化156

第一节 粗纱机概述156

一、粗纱机的机构及工艺流程156

二、新型粗纱机机电一体化的主要技术特征156

第二节 粗纱机控制系统159

一、新型粗纱机控制系统的要求159

二、四电动机传动的粗纱机159

三、其他多电动机粗纱机传动系统164

四、多电动机传动粗纱机张力控制165

五、粗纱自动落纱与自动运输（粗细联）167

思考题169

第十章 细纱机机电一体化170

第一节 细纱机概述170

一、细纱机的机构及工艺流程170

二、新型细纱机的技术特征170

第二节 细纱机控制系统172

一、新型细纱机传动与控制系统的组成172

二、新型细纱机传动的数学模型173

三、细纱机的锭速与纺纱张力控制176

四、电子式牵伸系统177

五、细纱电子成形控制177

六、自动落纱控制系统177

思考题181

第十一章 自动络筒机机电一体化182

第一节 自动络筒机概述182

一、自动络筒机的工艺流程182

二、自动络筒机的机电一体化特征182

第二节 自动络筒机控制系统184

一、络纱张力控制184

二、电子清纱器187

三、接头循环控制192

四、防叠机构194

五、电子定长控制196

六、断纱自停控制197

七、络筒辅助装置197

八、整机监控系统198

九、锭位计算机199

十、多电动机分部传动技术200

十一、细络联合机201

思考题202

第十二章 整经机机电一体化203

第一节 整经机概述203

一、整经机的分类及工艺流程203

二、新型整经机的特点204

第二节 整经机控制系统205

一、分批整经机的传动与控制系统205

二、分条整经机的传动和控制系统208

三、整经张力控制211

四、断头自停控制215

思考题220

第十三章 浆纱机机电一体化221

第一节 浆纱机概述221

一、浆纱机的分类及工艺流程221

二、新型浆纱机的机电一体化特征222

第二节 浆纱机控制系统223

一、新型浆纱机控制系统的特征223

二、浆纱机多单元传动及计算机控制223

三、浆纱过程的自动控制227

思考题239

第十四章 织机机电一体化240

第一节 织机概述240

一、织机的分类及工作原理240

二、新型织机的技术特征241

第二节 新型织机及其控制系统245

一、新型织机控制系统的要求245

二、织机的启动与制动控制245

三、电子多臂248

四、电子提花249

五、电子选纬249

六、电子送经250

七、电子卷取256

八、新型织机电控系统257

思考题263

参考文献264