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第1章　机电控制技术概述1

1.1　控制系统1

1.1.1　控制的基本概念1

1.1.2　控制系统概述1

1.2　机电控制系统5

1.2.1　机电控制系统概述5

1.2.2　机电控制系统的基本要素5

1.3　机电控制技术的发展7

1.3.1　机电控制技术的发展概况7

1.3.2　机电控制技术的发展趋势8

1.4　机电控制技术的相关技术9

1.5　机电控制技术的社会、技术和经济效益10

本章小结11

习题111

第2章　直流电动机13

2.1　直流电动机的基本结构及工作原理13

2.1.1　直流电动机的基本结构13

2.1.2　直流电动机的工作原理14

2.2　直流电动机的分类及铭牌参数15

2.2.1　直流电动机的分类15

2.2.2　直流电动机的铭牌参数16

2.3　直流电动机的基本公式18

2.3.1　直流电动机的感应电动势和电磁转矩18

2.3.2　直流电动机的感应电动势平衡方程18

2.3.3　直流电动机的功率平衡方程19

2.3.4　直流电动机的转矩平衡方程21

2.4　直流电动机的运行特性22

2.4.1 直流电动机的工作特性22

2.4.2　直流电动机的机械特性24

2.5　直流电动机的启动27

2.5.1　他励直流电动机的直接启动27

2.5.2　他励直流电动机的电枢回路串入电阻启动27

2.5.3　他励直流电动机的降低电源电压启动28

2.6　直流电动机的制动29

2.6.1　他励直流电动机的能耗制动29

2.6.2　他励直流电动机的反接制动29

2.6.3　他励直流电动机的回馈制动31

2.7　直流电动机的调速31

2.7.1　他励直流电动机的电枢回路串入电阻调速32

2.7.2　他励直流电动机的降低电源电压调速34

2.7.3　他励直流电动机的减弱磁通调速35

2.8　直流电动机的使用35

本章小结37

习题237

第3章　三相交流异步电动机39

3.1　三相交流异步电动机的基本结构及工作原理39

3.1.1　三相交流异步电动机的基本结构39

3.1.2　三相交流异步电动机的工作原理41

3.1.3　三相交流异步电动机的铭牌参数44

3.2　三相交流异步电动机的运行特性46

3.2.1　三相交流异步电动机的固有机械特性48

3.2.2　三相交流异步电动机的人为机械特性49

3.3　三相交流异步电动机的启动51

3.3.1　三相交流异步电动机的直接启动51

3.3.2　三相交流异步电动机的降压启动52

3.4　三相交流异步电动机的制动53

3.4.1　三相交流异步电动机的能耗制动53

3.4.2　三相交流异步电动机的反接制动54

3.4.3　三相交流异步电动机的反馈制动55

3.5　三相交流异步电动机的调速55

3.5.1　三相交流异步电动机的变极调速56

3.5.2　三相交流异步电动机的变转差率调速57

3.5.3　三相交流异步电动机的变频调速58

3.6　三相交流异步电动机的使用59

本章小结60

习题361

第4章　控制电机62

4.1　控制电机的种类和特点62

4.1.1　控制电机的种类62

4.1.2　控制电机的特点63

4.2　步进电动机63

4.2.1　步进电动机的基本结构63

4.2.2　步进电动机的工作原理64

4.2.3　步进电动机的分类66

4.2.4　步进电动机的驱动电源67

4.2.5　步进电动机的主要性能指标和使用的基本原则70

4.2.6　步进电动机的控制系统72

4.3 自整角机73

4.3.1　力矩式自整角机的工作原理74

4.3.2　控制式自整角机的工作原理74

4.4　伺服电动机75

4.4.1　交流伺服电动机75

4.4.2　直流伺服电动机78

4.5　旋转变压器79

4.5.1　旋转变压器的基本结构79

4.5.2　旋转变压器的基本工作原理80

4.5.3　旋转变压器的检测方法80

4.5.4　旋转变压器的应用81

本章小结82

习题483

第5章　继电器一接触器基本控制电路84

5.1 电气控制电路的基本知识84

5.1.1　电气控制图纸85

5.1.2　常用低压电器86

5.1.3　电气控制电路的设计基础100

5.1.4　电气控制电路的基本保护方法101

5.2　三相交流异步电动机的基本控制电路102

5.2.1　启动控制电路102

5.2.2　正反转控制电路102

5.2.3　自动往复控制电路103

5.2.4　顺序控制电路104

5.2.5　多地点控制电路105

5.2.6　制动控制电路105

5.3　三相交流异步电动机降压启动107

5.3.1　定子串入电阻降压启动控制电路107

5.3.2 自耦变压器降压启动控制电路107

5.3.3　Y-△降压启动控制电路108

5.4　继电器—接触器典型控制电路分析109

本章小结111

习题5111

第6章　控制调速系统112

6.1　直流调速系统112

6.1.1　直流调速的基本知识112

6.1.2　晶闸管—电动机直流调速系统113

6.1.3　直流脉宽调速系统118

6.2　交流调速系统119

6.2.1　交流异步电动机调压调速系统119

6.2.2　交流变频调速技术121

6.3 调速系统的MATLAB/Simulink仿真125

本章小结131

习题6132

第7章　可编程控制器及其应用133

7.1　可编程控制器概述133

7.1.1　可编程控制器的产生133

7.1.2　PLC的硬件组成及特点134

7.2　PLC的工作原理及分类139

7.2.1　PLC的工作原理139

7.2.2　PLC的分类140

7.3　PLC的技术指标及应用领域142

7.3.1 PLC的技术指标142

7.3.2　PLC的应用领域143

7.4 三菱FX2N系列PLC144

7.4.1 三菱FX2N系列PLC的内部资源144

7.4.2 三菱FX2N系列PLC的基本指令151

7.4.3 三菱FX2N系列PLC的应用软件157

7.5　PLC控制系统设计及应用实例161

7.5.1　PLC控制系统设计161

7.5.2 三菱FX2N系列PLC应用实例164

本章小结169

习题7169

第8章 MCS-51系列单片机控制技术171

8.1　MCS-51系列单片机的结构及工作原理171

8.1.1　MCS-51系列单片机的结构171

8.1.2　MCS-51系列单片机的工作原理174

8.2　MCS-51系列单片机指令系统及语言设计175

8.2.1　MCS-51系列单片机指令系统概述175

8.2.2　MCS-51系列单片机寻址方式176

8.2.3　MCS-51系列单片机汇编语言程序设计179

8.3　MCS-51系列单片机存储器扩展180

8.3.1　MCS-51系列单片机三总线的概念和构成181

8.3.2　MCS-51系列单片机ROM扩展182

8.3.3 MCS-51系列单片机RAM扩展184

8.4　MCS-51系列单片机中断与中断系统186

8.4.1　MCS-51系列单片机中断概述186

8.4.2　MCS-51系列单片机中断系统187

8.4.3　MCS-51系列单片机中断设置188

8.5　MCS-51系列单片机定时／计数器192

8.5.1　MCS-51系列单片机定时／计数器的结构和工作方式193

8.5.2　MCS-51系列单片机定时／计数器的使用196

8.6　MCS-51系列单片机的接口与应用197

8.6.1 MCS-51系列单片机的A/D转换接口198

8.6.2 MCS-51系列单片机的D/A转换接口202

8.6.3　MCS-51系列单片机的键盘接口205

8.6.4　MCS-51系列单片机的显示器接口208

8.7　MCS-51系列单片机控制系统设计212

本章小结213

习题8213

第9章　位置控制技术214

9.1　常见的位置检测元件214

9.1.1　感应同步器215

9.1.2　光栅219

9.1.3　磁栅223

9.1.4　光电脉冲编码器226

9.2　伺服系统228

9.2.1　伺服系统概述228

9.2.2　伺服系统的分类232

9.3　位置控制技术在数控回转工作台中的应用236

9.3.1　数控回转工作台的介绍236

9.3.2　数控回转工作台的位置控制系统238

本章小结240

习题9240

第10章　机电设备控制系统故障诊断242

10.1　机电设备控制系统常见故障242

10.2　提高机电设备控制系统可靠性245

10.3　机电设备控制系统干扰抑制与处理248

本章小结251

习题10251

参考文献253