《機電控制技術導論》是2017年10月機械工業出版社出版的圖書，作者是付莊、張波、貢亮。
基本介紹
- 書名：機電控制技術導論
- 作者：付莊、張波、貢亮
- ISBN：9787111574194
- 定價：49元
- 出版社：機械工業出版社
- 出版時間：2017年10月
- 裝幀：平裝
- 開本：16開
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本教材除了包含電氣系統控制電路設計，可程式控制系統設計，單片機原理及套用，機電控制系統設計等內容外，還包括國際工業界新的PCC控制技術，工業乙太網EtherCAT,Powerlink技術；機器人定位系統；TMS320LF2812DSP的軟硬體設計；ARM和FGPA的機電控制設計；國際新的XilinxZynq技術；履帶檢測機器人的機電系統設計，搬運機械手的閉環系統與硬體設計等重要新技術內容。
圖書目錄
前 言
第1 章 緒論 1
1.1 背景簡介 1
1.2 什麼是機電控制技術 2
1.3 機電系統設計流程 4
1.4 機電系統設計舉例 5
1.5 機電系統所涵蓋的技術 5
1.6 本書目的 6
1.7 本章小結 7
參考文獻 7
習題 7
第2 章 繼電器接觸器電路 8
2.1 常用低壓電器 8
2.1.1 開關保護電器 8
2.1.2 主令電器 9
2.2 電氣原理圖的繪製 18
2.2.1 電氣控制系統圖中的圖形符號和文字元號 18
2.2.2 電氣原理圖 19
2.2.3 電氣元件布置圖 20
2.2.4 電氣安裝接線圖 21
2.3 繼電器接觸器基本控制電路 22
2.3.1 起動、自鎖與停止控制電路 22
2.3.2 連續工作與點動控制 22
2.3.3 多點控制 23
2.3.4 聯鎖控制 23
2.3.5 順序起動控制 24
2.4 異步電動機的控制 25
2.4.1 三相異步電動機工作原理 25
2.4.2 異步電動機的起動電路 25
2.4.3 異步電動機的正反轉控制電路 27
2.4.4 異步電動機的制動電路 29
2.4.5 雙速異步電動機的調速控制 31
2.5 交流電動機的調速 33
2.5.1 異步電動機的調速 33
2.5.2 同步電動機的調速 36
2.6 繼電器接觸器控制電路的設計 38
2.6.1 設計方法和步驟 38
2.6.2 執行機構的選擇 38
2.6.3 電氣原理圖設計的注意事項 39
2.6.4 設計舉例 40
2.7 本章小結 40
參考文獻 40
習題 41
第3 章 可程式序控制器 43
3.1 PLC 簡介 43
3.2 PLC 的結構和工作原理 43
3.2.1 基本結構 43
3.2.2 各組成部分的功能 44
3.2.3 可程式序控制器的基本工作原理 49
3.2.4 可程式序控制器的分類 52
3.2.5 PLC 與繼電器接觸器控制系統及計算機的區別 53
3.2.6 可程式序控制器FX與S7-200 概述 54
3.3 FX系列編程元件及基本程式語言 54
3.3.1 F 系列PLC 中常用的編程器件與程式語言 54
3.3.2 基本邏輯指令 60
3.3.3 梯形圖繪製的基本規則 62
3.3.4 順序步進指令和編程 63
3.3.5 PLC 控制系統設計方法 65
3.4 S7-200編程元件及基本編程指令 66
3.4.1 S7-200 的編程元件 66
3.4.2 S7-200 的基本編程指令 70
3.4.3 程式舉例 73
3.4.4 SIMATIC 工業軟體 77
3.5 LM系列PLC 78
3.5.1 LM系列PLC 概述 78
3.5.2 硬體擴展 78
3.5.3 通信功能 78
3.5.4 編程軟體介紹 79
3.6 可程式計算機控制器 79
3.6.1 PCC特點及其優勢 79
3.6.2 Automation Studio 編程軟體套用實例 81
V I
3.7 PLC 系統網路與通信 88
3.7.1 PROFIBUS-FMS 89
3.7.2 PROFIBUS-DP 89
3.7.3 PROFIBUS-PA 90
3.8 本章小結 90
參考文獻 90
習題 91
第4 章 計算機數字系統 93
4.1 數字編碼系統 93
4.1.1 數制與編碼 93
4.1.2 二進制運算 94
4.1.3 浮點數 96
4.1.4 格雷碼 97
4.2 布爾代數 97
4.3 觸發器 98
4.3.1 RS觸發器 98
4.3.2 D 觸發器 98
4.3.3 JK 觸發器 99
4.3.4 T 觸發器 99
4.4 暫存器 99
4.4.1 基本暫存器 100
4.4.2 移位暫存器 100
4.4.3 計數器 101
4.4.4 三態門（三態緩衝器） 102
4.5 常用數據鎖存/緩衝/驅動器 102
4.5.1 鎖存器 103
4.5.2 同相三態數據緩衝/驅動器 104
4.5.3 8 匯流排接收/傳送器 105
4.6 存儲器概述 105
4.6.1 存儲器的分類 106
4.6.2 半導體存儲器的分類 106
4.6.3 存儲單元和存儲單元地址 107
4.6.4 存儲器的主要指標 108
4.6.5 存儲器的定址原理 108
4.7 隔離與驅動 109
4.7.1 數字隔離 109
4.7.2 繼電器驅動控制110
4.8 本章小結 111
參考文獻 111
習題 112
第5 章 單片機原理及套用 113
5.1 認識單片機 113
5.1.1 什麼是單片機113
5.1.2 MCS-51 單片機的內部硬體結構及引腳114
5.1.3 MCS-51 單片機的內部硬體的主要功能117
5.2 MCS-51 單片機指令系統及彙編語言程式設計 120
5.2.1 MCS-51 單片機指令格式 121
5.2.2 MCS-51 單片機指令系統 123
5.2.3 單片機定址方式 129
5.2.4 彙編語言程式設計步驟 131
5.3 單片機C 語言程式設計 133
5.3.1 C 語言與MCS-51 133
5.3.2 C51 的數據類型 135
5.3.3 C51 的運算符和表達式 135
5.3.4 C51 的程式結構 138
5.3.5 函式 142
5.3.6 程式開發 143
5.3.7 單片機C51 與彙編語言混合編程 144
5.3.8 PWM 與占空比 145
5.3.9 直流電動機控制例程 146
5.4 數據通信 151
5.4.1 數據通信的概念 151
5.4.2 串列通信 151
5.4.3 並行通信 158
5.4.4 並行I/O 口的套用舉例 160
5.5 中斷系統 161
5.6 定時器/計數器 164
5.6.1 定時器/計數器的基本結構 164
5.6.2 定時器/計數器的工作方式 165
5.6.3 定時器/計數器的套用舉例 167
5.7 A.D轉換電路和D.A轉換電路 168
5.7.1 ADC0809 轉換晶片 169
5.7.2 ADC0809 套用舉例 172
5.7.3 DAC0832 轉換晶片 174
5.7.4 DAC0832 套用舉例 175
5.8 人機互動接口 177
5.8.1 鍵盤接口 177
5.8.2 顯示 181
V III
5.9 設計與開發工具 183
5.9.1 單片機套用系統的設計方法和步驟 183
5.9.2 Keil C51 開發工具軟體 184
5.10 本章小結 184
參考文獻 184
習題 185
第6 章 機電控制系統設計 187
6.1 單軸機器人定位系統實例描述 187
6.2 方案設計 187
6.2.1 絲槓及齒輪選型 187
6.2.2 轉速和功率估算 188
6.2.3 運行總時間計算 188
6.2.4 換算到電動機軸的負載慣量的計算 189
6.2.5 負載轉矩的計算 189
6.2.6 電動機的初步選定 190
6.2.7 加速轉矩的計算 190
6.2.8 瞬時最大轉矩、有效轉矩的計算 190
6.2.9 電動機參數校驗 191
6.2.10 控制器和編碼器選型 191
6.3 機電系統設計的影響因素 191
6.3.1 自然環境因素的影響 191
6.3.2 振動因素的影響 192
6.3.3 系統非線性因素的影響 195
6.3.4 電磁因素的影響 196
6.4 本章小結 196
參考文獻 197
習題 197
第7 章 數位訊號處理器套用基礎 198
7.1 數位訊號處理概述 198
7.1.1 數位訊號處理 198
7.1.2 數位訊號處理過程 199
7.1.3 數位訊號處理的實現方式 199
7.1.4 數位訊號處理的特點 200
7.2 數位訊號處理晶片 201
7.2.1 數位訊號處理晶片的主要特點 201
7.2.2 數位訊號處理晶片的發展現狀與趨勢 202
7.3 數位訊號處理系統設計 203
7.3.1 設計步驟 203
IX
目錄
7.3.2 DSP 晶片的選擇 203
7.4 代碼設計套件（CCS）開發工具 204
7.4.1 代碼設計套件概述 204
7.4.2 代碼生成工具 205
7.4.3 CCS集成開發環境 206
7.5 簡單應用程式開發實例 210
7.6 TMS320LF2812 DSP 套用實例 212
7.6.1 核心板介紹 212
7.6.2 被控對象分析 212
7.6.3 數字-模擬信號轉換模組 213
7.6.4 控制程式的設計與編寫 214
7.6.5 控制程式的關鍵函式 215
7.6.6 積分分離PID 控制程式 216
7.7 無刷電動機控制電動舵機實例 217
7.7.1 電動舵機總體介紹 217
7.7.2 無刷電動機驅動原理 218
7.7.3 電動舵機控制器實現 219
7.7.4 實時性分析 236
7.8 本章小結 239
參考文獻 240
習題 240
第8 章 ARM 與FPGA 241
8.1 嵌入式微處理器簡介 241
8.2 ARM介紹 241
8.3 ARM微處理器系列 242
8.4 ARM的體系結構 244
8.5 基於Zynq 的可擴展處理平台開發 245
8.5.1 Zynq-7000 系列的來歷 245
8.5.2 Zynq 開發套件Zedboard 簡介 245
8.5.3 基於Zynq-7000 的開發實例 246
8.5.4 應用程式編寫 250
8.5.5 Eclipse 集成開發工具 252
8.6 FPGA 介紹 252
8.6.1 FPGA 結構 252
8.6.2 FPGA 的功能模組 253
8.6.3 FPGA 開發流程 255
8.6.4 FPGA 的常用開發工具 257
8.6.5 FPGA 程式實例 258
8.7 本章小結 266
參考文獻 267
習題 267
第9 章 機電控制實例 269
9.1 履帶式移動機器人 269
9.1.1 功能介紹 269
9.1.2 機器人結構設計 270
9.1.3 履帶機器人控制系統設計 271
9.2 麥克納姆輪全方位移動平台 275
9.2.1 運動分析 275
9.2.2 全方位移動平台設計 278
9.3 物聯網嵌入式節點介紹與農田環境監測實例 285
9.3.1 物聯網共性架構 285
9.3.2 ZigBee 無線感測網路節點設計 286
9.3.3 農田環境監測自供電無線感測網路設計 289
9.4 本章小結 292
參考文獻 292
習題 293
第10章 現場匯流排技術與套用 294
10.1 現場匯流排技術簡介 294
10.1.1 現場匯流排技術的發展 294
10.1.2 現場匯流排的標準和分類 294
10.2 乙太網技術 297
10.3 實時乙太網技術及其比較 297
10.4 主要實時乙太網介紹 298
10.4.1 POWERLINK 298
10.4.2 ProfiNet 298
10.4.3 Ethernet/IP 299
10.4.4 EtherCAT 299
10.4.5 SERCOS III 300
10.5 POWERLINK 和EtherCAT的比較 300
10.6 本章小結 301
參考文獻 302
習題 303
附錄 304
附錄A MCS-51 指令集 304
附錄B MCS-51 系列SFR暫存器功能說明 308
