本书在广泛收集大量图书和技术资料的基础上，博采众长、取其精华，利用科学的发展观，论述严密地阐明了本技术以机械为主体、以控制和计算机为技术核心的科学规律；并首先从正面详尽介绍了机电一体化系统中各关键技术的设计理念和方法；然后再针对实用的设计理念和方法，有针对性地典型介绍了有关设计应注意的禁忌问题；正反结合，使读者易于掌握正确的设计理念和方法，防止犯设计错误，少走弯路。本书理论联系实际、学用紧密结合，并有意识地选择介绍了一些典型的有代表性的设计示范实例；其最终目的还是期望能够指导读者与时俱进，不断自主创新，真正设计出先进的机电一体化高新技术产品。

本书从实用的角度出发，详尽介绍了机电一体化系统中各关键技术的设计理念和方法；然后再针对实用的设计理念和方法，介绍了有关设计应注意的问题。本书注重理论联系实际，为了使读者在设计时少走弯路，在介绍设计禁忌的同时，有意识地选择介绍了一些典型的有代表性的设计示范实例，其最终目的还是期望能够指导读者进行自主创新，真正设计出先进的机电一体化高新技术产品。全书共分8章，内容包括机电一体化系统设计理念与禁忌、精密机械系统设计与禁忌、传感检测系统设计与禁忌、伺服系统设计与禁忌、机电一体化接口设计与禁忌、微机控制系统设计与禁忌、机电一体化总体设计与禁忌、典型机电一体化系统设计举例与禁忌。

本书可作为设计机电一体化系统的技术人员的参考书，也可作为相关专业大专院校师生的指导书。

前言

第1章 机电一体化系统设计理念与禁忌

 1.1 机电一体化系统的基本概念

 1.2 机电一体化系统的基本组成

1.2.1 机电一体化系统的功能组成

1.2.2　机电一体化系统的构成要素

 1.3 机电一体化系统的分类和发展

1.3.1 机电一体化系统的分类

1.3.2　机电一体化系统的发展

 1.4　机电一体化系统设计的理论基础与关键技术

1.4.1 机电一体化系统的理论基础

1.4.2　机电一体化系统的关键技术

 1.5　机电一体化系统设计

1.5.1 机电一体化系统的设计理念

1.5.2　机电一体化工程路线

1.5.3　机电一体化系统设计流程

1.5.4　机电一体化系统的四视图设计

 1.6　机电一体化系统设计理念认识禁忌

第2章　精密机械系统设计与禁忌

 2.1 精密机械系统设计的要求

 2.2　机械传动机构设计与禁忌

2.2.1 机械传动机构的要求

2.2.2　丝杠螺母传动机构设计

2.2.3　齿轮传动机构设计

2.2.4　挠性传动机构设计

2.2.5　间歇传动机构设计

2.2.6　软轴传动机构设计

2.2.7　锥环无键联轴器设计

2.2.8　机械传动机构设计禁忌

 2.3　机械导向机构设计与禁忌

2.3.1　机械导向机构的要求、分类和设计要点

2.3.2　滚动直线导轨设计

2.3.3　塑料导轨设计

2.3.4　机械导轨机构设计禁忌

　2.4 机械执行机构设计与禁忌

　 2.4.1 机械执行机构的要求

2.4.2　微动机构设计

2.4.3　定位机构设计

　 2.4.4　数控机床动力卡盘与回转刀架设计

　 2.4.5 工业机器人末端执行器设计

　 2.4.6　机械执行机构设计禁忌

　2.5　轴系机构设计与禁忌

　 2.5.1 轴系设计的基本要求

　 2.5.2　轴系设计的分类、特点和结构形式

　 2.5.3　轴系机构设计禁忌

　2.6　机座或机架机构设计与禁忌

　 2.6.1 机座或机架设计及基本要求

　 2.6.2　机座或机架的结构设计要点

　 2.6.3　机座或机架设计禁忌

第3章　传感检测系统设计与禁忌

　3.1　传感器选用与禁忌

　 3.1.1　传感器的概念

　 3.1.2　机电一体化系统中常用的传感器

　 3.1.3　传感器的特性与选用

　 3.1.4　传感器选用禁忌

　3.2　检测系统的设计与禁忌

3.2.1 检测系统的功用和设计要求

3.2.2　检测系统设计的任务、方法和步骤

　 3.2.3　模拟信号检测系统设计

　 3.2.4　数字信号检测系统设计

　 3.2.5　检测信号的采集和预处理

　 3.2.6　检测系统设计禁忌

第4章　伺服系统设计与禁忌

 4.1 伺服系统设计概述

　4.1.1 伺服系统及其基本构成

4.1.2　对伺服系统的设计技术要求

　 4.1.3　伺服系统设计的内容和步骤

4.1.4　伺服系统设计方案的选择禁忌

 4.2　执行电动机的选择与禁忌

4.2.1 执行电动机选择的基本依据

4.2.2　单轴传动的执行电动机选择

4.2.3 多轴传动的执行电动机选择

4.2.4　步进电动机的选择

4.2.5　直线电动机的选择

4.2.6　执行电动机选择禁忌

 4.3 电动机的功率驱动装置设计与禁忌

4.3.1 两相异步电动机功率放大装置的设计

4.3.2　直流电动机驱动装置的设计

4.3.3　直流脉冲宽度调制(PWM)驱动装置设计

4.3.4　无换向器电动机驱动装置设计

4.3.5　步进电动机驱动装置设计

4.3.6　执行电动机功率驱动装置设计禁忌

 4.4　执行电动机的伺服系统设计与禁忌

4.4.1　开环控制的伺服系统设计

4.4.2　闭环控制的伺服系统设计

4.4.3　复合控制的伺服系统设计

4.4.4　伺服系统设计禁忌

第5章　机电一体化接口设计与禁忌

 5.1　接口设计概述

5.1.1　接口设计基本概念

5.1.2　接口的作用和特点

5.1.3　常用的接口芯片

5.1.4　接口设计与分析的基本方法

5.1.5　机电一体化接口设计与分析禁忌

 5.2　人机接口电路设计与禁忌

5.2.1　人机接口电路类型与特点

5.2.2　输入接口电路设计

5.2.3　输出接口电路设计

5.2.4　人机接口电路设计禁忌

 5.3　机电接口电路设计与禁忌

5.3.1　机电接口电路类型与特点

5.3.2　信号采集通道接口中的A/D转换接口电路设计

5.3.3　控制量输出通道中的D/A转换接口电路设计

5.3.4　控制量输出通道中的功率接口电路设计

5.3.5　典型机电接口电路设计举例

5.3.6　机电接口电路设计禁忌

第6章　微机控制系统设计与禁忌

 6.1　控制系统设计概述

6.1.1 控制系统的基本组成与分类

6.1.2　控制系统设计的方法和步骤

6.1.3　控制系统设计理念禁忌

 6.2　被控对象数学模型的建立

6.2.1　数学模型的类型

6.2.2　建立数学模型的步骤和方法

6.2.3　被控对象模型的辨识

6.2.4　被控对象建模禁忌

 6.3　现代微机控制新技术基础

6.3.1　微机控制系统的组成和特点

6.3.2　z变换和求解差分方程

6.3.3　离散系统的z传递函数

6.3.4　离散系统的稳定性条件

 6.4　现代微机控制系统设计与禁忌

6.4.1　数字PID控制器设计

6.4.2　直接数字控制器设计

6.4.3　模糊控制器设计

6.4.4　神经元控制系统设计

6.4.5　现场总线控制系统设计

6.4.6　微机控制系统设计禁忌

 6.5　微机控制装置设计与禁忌

6.5.1　微机控制装置及微机选择

6.5.2　单片机控制装置设计

6.5.3　可编程序控制器控制装置设计

6.5.4　通用工控机控制装置设计

6.5.5　专用控制装置设计

6.5.6　微机控制装置设计禁忌

第7章　机电一体化系统总体设计与禁忌

 7.1　机电一体化系统总体设计概述

7.1.1 机电一体化系统总体设计的主要内容

7.1.2　机电一体化产品的使用要求与性能指标

7.1.3　机电一体化产品功能及性能指标的分配

 7.2　机电一体化系统总体设计的分析

7.2.1 机电一体化系统设计分析的意义

7.2.2　机电一体化系统稳态设计分析

7.2.3　机电一体化系统动态设计分析

 7.3　机电一体化系统的信息流设计

7.3.1 机电一体化系统的基本信息流

7.3.2　面向数据流的软件结构设计

7.3.3　机电一体化系统信息流的人机界面

7.3.4　输出界面的信息流

7.3.5　控制系统流程设计

　7.4　机电一体化系统的现代设计新方法

7.4.1 机电一体化系统可靠性设计

7.4.2　机电一体化系统优化设计

7.4.3　机电一体化系统反求设计

7.4.4　机电一体化系统绿色设计

7.4.5　机电一体化系统虚拟设计

　7.5　机电一体化总体设计禁忌

第8章　典型机电一体化系统设计举例与禁忌

　8.1 数控车床的机电一体化改造设计

8.1.1 数控车床的改造方案组成框图

8.1.2　机械结构改造设计方案

8.1.3　数控车床计算机控制系统改造硬件设计

 　8.1.4　数控车床计算机控制系统改造软件设计

 　8.1.5　数控机床改造设计禁忌

　8.2　工业机器人的机电一体化设计

 　8.2.1　工业机器人的组成与分类

 　8.2.2 SCARA型装配机器人系统设计

8.2.3　BJDP—1型机器人设计

8.2.4　缆索并联机器人的四视图设计

8.2.5　工业机器人设计禁忌

　8.3　烟厂环境参数自动监测系统设计

 　8.3.1 系统的技术指标及功能

　 8.3.2　方案论证

　 8.3.3　硬件设计

 　8.3.4　系统软件设计

　 8.3.5　烟厂环境参数自动监测系统设计禁忌

　8.4　全自动洗衣机的机电一体化设计

　 8.4.1　洗衣机的功能设计

 　8.4.2　洗衣机的结构设计

 　8.4.3　洗衣机的控制系统设计

　　8.4.4　全自动洗衣机设计禁忌

参考文献