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第1章 机电控制系统建模和仿真 1

1.1 机电控制系统的基本概念 1

1.1.1 常见机电控制系统 1

1.1.2 机电控制系统的一般构成 2

1.1.3 基本控制方式 3

1.1.4 机电控制系统的性能要求和评价指标 5

1.2 机电控制系统的建模和仿真 7

1.2.1 建模 7

1.2.2 传递函数 8

1.2.3 仿真和框图模型 10

1.2.4 典型环节及其传递函数 13

1.3 控制器的基本操作 16

1.3.1 控制模式 16

1.3.2 开关控制 17

1.3.3 比例控制 18

1.3.4 比例-积分控制 20

1.3.5 比例微分调节（PD） 21

1.3.6 模拟PID调节器 22

1.4 控制器的设计 23

1.5 机电控制实训平台 26

1.5.1 硬件资源 26

1.5.2 软件资源 28

1.6 机电控制应用实训 32

实训1 典型环节及其阶跃响应 32

实训2 二阶系统阶跃响应 39

实训3 控制系统的稳定性分析 42

实训4 数字PID控制 44

实训5 PID在温控炉控制中的应用 46

实训6 闭环控制系统实训 50

第2章 机电控制检测技术 57

2.1 传感器的组成及分类 57

2.1.1 传感器的构成 57

2.1.2 传感器的分类 57

2.1.3 机电系统常用传感器 58

2.1.4 传感器主要指标 59

2.2 测控系统 61

2.2.1 非电量电测法 61

2.2.2 自动测控系统 61

2.2.3 传感器总线 62

2.2.4 传感器的选用 64

2.3 常用传感器及应用 65

2.3.1 线位移传感器 65

2.3.2 速度传感器 77

2.3.3 霍尔式传感器 80

2.3.4 力传感器 83

2.3.5 红外、图像与光纤传感器 90

2.4 传感器实训平台 98

2.4.1 CSY10A传感器实训平台简介 98

2.4.2 CSY10A传感器实训平台的使用 101

2.5 传感器特性测量及应用实训 102

实训7 电容式传感器特性测量实训 102

实训8 气敏传感器特性测量实训 104

实训9 相敏检波器特性测量实训 106

实训10 压电加速度式传感器特性测量实训 109

实训11 霍尔传感器直流特性测量实训 110

实训12 霍尔传感器应用实训——电子秤 111

实训13 光纤传感器应用实训1——位移测量 112

实训14 光纤传感器应用实训2——转速测量 115

实训15 风压变送器在流量调节阀控制中的应用 117

实训16 温度传感器在流量调节阀控制中的应用 125

第3章 机电系统的执行装置的控制技术 130

3.1 执行器的分类及特点 130

3.1.1 执行器的分类 130

3.1.2 机电控制系统常用执行器 130

3.1.3 执行器的基本要求和选择 132

3.2 常用伺服电动机及其驱动 133

3.2.1 概述 133

3.2.2 直流伺服电动机 133

3.2.3 交流伺服电动机 139

3.3 步进电动机及其驱动 145

3.3.1 概述 145

3.3.2 步进电动机工作原理 145

3.3.3 步进电动机的技术指标 147

3.3.4 步进电动机的驱动和控制 148

3.3.5 步进电动机的微机控制 151

3.3.6 步进电动机的选用 152

3.4 三菱伺服电动机控制技术 154

3.4.1 伺服系统功能概述 154

3.4.2 伺服放大器型号意义 155

3.4.3 伺服控制系统的接线 157

3.4.4 伺服电动机控制参数 157

3.4.5 伺服放大器控制操作 163

3.4.6 伺服系统试运行 163

3.4.7 伺服系统故障处理 163

3.4.8 伺服系统通信 167

3.5 伺服电动机计算机设置调试软件SETUP154C的使用 167

3.5.1 软件的基本设置 168

3.5.2 软件调试运行功能 168

3.6 定位控制技术 171

3.6.1 定位控制产品简介 171

3.6.2 定位模块的参数 174

3.6.3 定位控制系统的构成 176

3.6.4 定位控制指令 178

3.7 三菱定位控制软件包SWD05-FXVPS的使用 182

3.7.1 软件包的使用 182

3.7.2 定位程序的编写 184

3.7.3 定位程序的下载与运行 186

3.8 机电控制执行装置应用实训 187

实训17 步进电动机PLC控制 187

实训18 伺服电动机软件设置及调试操作实训 190

实训19 定位模块控制伺服电动机运行 194

实训20 PLC控制伺服电动机运行 196

实训21 定位模块在二维零件数控加工系统的应用 205

附录 FR-A740变频器基本操作 209

参考文献 214