机电一体化是一个交叉学科，所涉及的内容十分广泛，包括机械技术、电子技术、计算机技术及其有机结合。本书共分8章，主要内容有：机电一体化的分类、相关技术及设计方法；组成机电一体化系统的典型子系统；机电一体化系统的传统控制策略、现代控制策略和智能控制策略；机器人技术；数控技术；微系统技术；故障诊断技术和激光加工技术等。本书力求使读者对机电一体化技术有一个比较全面的了解，开阔视野，扩大知识面。书中介绍了某些机电一体化研究方向的前沿和热点，可为研究生选题提供一定的参考。本书可作为高等院校相关专业高年级本科生及研究生的教材，也可供从事机电一体化设计的工程技术人员参考。

本书共分8章，第1章介绍了机电一体化的概念、意义、内容、效果、范围以及发展概况，并介绍了机电一体化产品设计的基本方法。第2章对机电一体化系统的基本组成部分机械系统(机构)、信息处理系统(计算机)、传感检测系统(传感器)、执行元件系统(如电动机)等分别进行了介绍。第3章介绍了机电一体化系统的控制策略，其中包括传统控制策略、现代控制策略和智能控制策略。第4章和第5章针对机电一体化的两类典型设备机器人和数控设备(机床)分别进行了介绍。第6章介绍了微系统技术，包括微机电系统的组成、原理及应用。第7章从信息的获取、信号分析与处理、模式识别的理论与方法等方面介绍了故障诊断技术的主要内容及典型应用。第8章介绍了激光的原理、激光器的种类以及激光在机电一体化系统中的应用，特别是在机械加工与测量中的应用。

序

前言

第1章机电一体化概论

 1．1 机电一体化概述

1．1．1 机电一体化的概念

1．1．2 机电一体化系统的构成

1．1．3 机电一体化技术的发展

1．1．4 机电一体化的意义

1．1．5 机电一体化的发展方向

 1．2 机电一体化技术的分类

1．2．1 机电一体化技术分类概述

1．2．2 机电产品的机电一体化

 1．3 机电一体化的相关技术

 1．4 机电一体化设计方法

 1．5 基于微控制器的机电一体化产品的设计开发步骤

第2章 机电一体化产品的组成

 2．1 机电一体化产品的控制器

2．1．1 单片机与单板机

2．1．2 可编程序控制器

2．1．3 工业计算机的特点及选择

2．1．4 嵌入式系统概述

 2．2 机电一体化产品中的传感器

2．2．1 传感器概述

2．2．2 传感器的选用原则及注意事项

2．2．3 传感器的测量电路

2．2．4 智能传感器

 2．3 驱动器及其控制

2．3．1 驱动器的种类和对装置的基本要求

2．3．2 直流伺服系统

2．3．3 交流伺服系统

 2．4 机电一体化的机械传动与执行机构

2．4．1 传动机构

2．4．2 执行机构

2．4．3 机械传动与执行机构举例

2．4．4 机械传动与执行机构的发展趋势

第3章 机电一体化设备的控制策略

 3．1 传统控制策略

3．1．1 比例一积分～微分(PID)控制

3．1．2 串级控制

3．1．3 纯滞后对象的控制

3．1．4 解耦控制

 3．2 现代控制策略

3．2．1 自适应控制

3．2．2 变结构控制

3．2．3 鲁棒控制

3．2．4 预测控制

 3．3 智能控制策略

3．3．1 模糊控制

3．3．2 专家控制

3．3．3 神经网络控制

3．3．4 遗传算法

3．4控制策略的渗透和结合

第4章 机器人技术

 4．1 机器人概述

4．1．1 机器人的含义及其组成

4．1．2 机器人的分类

 4．2 机器人的机械系统

4．2．1 机器人臂的典型机构

4．2．2 机器人手腕结构

4．2．3 机器人的手部结构

4．2．4 仿生多指灵巧手

 4．3 机器人的控制系统

4．3．1 机器人控制系统的作用及结构

4．3．2 位置和力控制系统结构

4．3．3 刚性控制

 4．4 智能机器人

4．4．1 智能机器人的含义

4．4．2 智能机器人的结构体系

4．4．3 作业规划

4．4．4 行动规划

4．4．5 作业知识的获取

 4．5 多机器人系统

4．5．1 多机器人系统概述

4．5．2 几个典型多机器人系统

4．5．3 多机器人系统体系结构

4．5．4 多机器人的队形问题

4．5．5 多机器人系统的信息融合与环境构建

4．5．6 多机器人的协调 

第5章 数控技术

 5．1 数控技术概述

5．1．1 数控机床的基本概念

5．1．2 计算机数控装置的工作原理

5．1．3 数控机床的分类

 5．2 数控系统的组成

5．2．1 数控机床的组成

5．2．2 计算机数控装置的硬件结构

5．2．3 计算机数控装置的软件结构

 5．3 数控机床的进给和主轴控制系统

 5．4 数控机床的编程

5．4．1 数控机床程序编制的概念

5．4．2 程序编制

5．4．3 自动编程

 5．5数控技术的发展趋势

第6章 微机电系统技术

 6．1 微机电系统与微加工技术及应用

6．1．1 微机电系统

6．1．2 微加工技术

 6．2 MEMS的组成

6．2．1 微型传感器

6．2．2 微型驱动(执行)器

 6．3 MEMS力学问题

6．3．1 薄膜材料的力学特性

6．3．2 微执行器的尺度效应

6．3．3 压电执行器的尺度效应

6．3．4 SMA执行器的尺度效应

6．3．5 微机械的尺度效应

 6．4 微机电系统应用举例

6．4．1 微型机器人

6．4．2 微型飞行器

6．4．3 微型反应器

第7章 液压控制技术

 7．1 液压控制系统简介

7．1．1 液压伺服系统的工作原理

7．1．2 液压伺服系统的组成和分类

7．1．3 液压伺服系统的特点及应用

 7．2 液压控制阀

7．2．1 滑阀

7．2．2 喷嘴挡板阀

7．2．3 射流管阀

7．2．4 电液伺服阀

7．2．5 电液比例阀

7．2．6 插装阀

7．2．7 叠加阀

 7．3 液压伺服系统

7．3．1机液伺服系统

7．3．2电液伺服系统

7．4液压系统计算机控制

7．4．1组合机床液压动力滑台的液压系统工作原理

7．4．2液压系统的PLC控制 

第8章 机械故障诊断技术

 8．1 机械故障诊断技术概述

 8．2 机械故障诊断技术的信息获取

8．2．1 振动

8．2．2 噪声

8．2．3 轴心轨迹

8．2．4 声发射

8．2．5 温度

8．2．6 油样

8．2．7 时标脉冲

 8．3 机械故障诊断中的信号分析方法

8．3．1 傅里叶分析

8．3．2 倒频谱

8．3．3 短时傅里叶变换 

8．3．4 Wigner-Ville分布

8．3．5 小波变换

8．3．6 小波包

8．3．7 匹配追踪信号分解

8．3．8 时间序列分析

8．3．9 包络解调分析

8．3．10 相关分析

8．3．11 高阶累积量和高阶累积量谱

8．3．12 经验模态分解

8．3．13 盲源分离

8．3．14 时域同步平均和阶比分析

8．3．15 时域统计特征

8．3．16 分形

 8．4 机械故障诊断中的模式识别

8．4．1 模糊理论

8．4．2 人工神经网络

8．4．3 专家系统

8．4．4 粗糙集理论

8．4．5 支持向量机

 8．5 典型机械故障诊断

8．5．1 轴系故障诊断

8．5．2 滚动轴承故障诊断

8．5．3 滑动轴承故障诊断

8．5．4 齿轮故障诊断

 8．6 机械故障诊断技术展望

第9章 激光在机电一体化系统中的应用

 9．1 概述

9．1．1 什么是激光

9．1．2 激光的物理基础

9．1．3 汤斯和肖洛的光激射器理论

 9．2 激光的基本原理

9．2．1 光子的基本性质

9．2．2 光的受激辐射基本概念

9．2．3 光的受激辐射放大

 9．3 激光器的种类

9．3．1 激光器概述

9．3．2 固体激光器

9．3．3 气体激光器

9．3．4 半导体激光器

9．3．5 液体激光器

 9．4 激光在机械加工技术中的应用

9．4．1 激光打孔

9．4．2 激光焊接

9．4．3 激光切割

9．4．4 激光加工内腔技术

9．4．5 激光雕刻

9．4．6 激光打标

9．4．7 激光成型技术

9．4．8 激光成型制造

9．4．9 激光加工的现状与发展

 9．5 激光测试技术在机械工程中的应用

9．5．1 激光视觉三维测量技术

9．5．2 机械振动的激光测量

9．5．3 激光层析成像技术

9．5．4 激光无损检测

9。5．5 激光测试技术的发展

参考文献