本书以反求工程方法为主线，紧密结合课题开发实际，机电技术融合一体，用先进的定量方法描述、分析和选择机电部件、控制算法和软件编程的技术方案，讲解科学实用的机电一体化系统设计方法。本书可作为本科院校电气类和机械类专业的教材，也可供高职高专院校相关专业师生和工程技术人员参考。

本书为21世纪高等学校规划教材。

本书以反求工程方法为主线，紧密结合课题开发实际，将机电技术融为一体，讲解科学实用的设计方法。主要内容包括设计方法和典型方案两部分。设计方法包括：反求工程的设计方法，系统功能设计和总体布局设计，产生具体方案和选择具体方案方法，机械结构和电气硬件实现技术，控制算法的开发，软件编程，样机制作技术以及包含源程序的应用实例。典型方案包括：机械方案概述，驱动方案概述，外围电气设计方案概述，嵌入式控制器设计方案概述，典型机电一体化机构，控制方案，软件编程方案。本书的编写注重机电一体化技术的方法先进性和内容实用性，采用便于教学、便于阅读的写作表现形式。

本书可作为本科院校电气类和机械类专业的教材，也可供高职高专院校相关专业师生和工程技术人员参考。

前言

第1章 绪论

 1.1 机电一体化系统的发展过程与应用领域

 1.2 机电一体化系统的构成

 1.3 机电一体化系统的多层模型

 1.4 基于反求工程的机电一体化系统设计过程

 思考题与习题

第2章 系统功能的建立

 2.1 系统功能的定义

 2.2 系统功能的来源

 2.3 系统功能结构建立的基本方法

 思考题与习题

第3章 总体布局的设计

 3.1 机电一体化系统系列结构

 3.2 基于功能分块的组件式总体布局设计方法

 思考题与习题

第4章 概念设计

 4.1 机电一体化系统的概念产生方法

 4.2 概念方案的形态分析

 4.3 概念方案的选择

 思考题与习题

第5章 机械与电气硬件实现技术

 5.1 系统集成与接口技术

 5.2 机械结构设计方法

 5.3 微处理器抗干扰技术

 5.4 机电一体化系统的电子设计工具

 思考题与习题

第6章 控制系统设计

 6.1 对机电一体化系统的基本设置

 6.2 机电一体化系统的控制需求和控制方法

 6.3 控制系统设计

 思考题与习题

第7章 软件设计技术

 7.1 软件的总体功能

 7.2 机电一体化系统软件的任务和任务管理

 7.3 机电一体化系统的程序设计方法

 思考题与习题

第8章 物理样机

 8.1 物理样机的意义与分类

 8.2 快速样机技术

 8.3 电控系统快速搭接技术

 8.4 系统的调试技术

 8.5 技术文件制定

 思考题与习题

第9章 宠物喂养机的设计实例

 9.1 系统设计

 9.2 人机界面设计

 9.3 具体程序实现

 思考题与习题

第10章 机械方案概述

 10.1 定义与描述

 10.2 特点

 10.3 分析标准

 10.4 机构类型分类

 10.5 选择标准

 10.6 两杆机构和多杆机构

 10.7 单自由度机构和多自由度机构

 10.8 开链机构及闭链机构

 10.9 机械总体设计

 思考题与习题

第11章 驱动方案概述

 11.1 概述

 11.2 电动型驱动机构主要方案

 11.3 液压型驱动机构主要方案

 11.4 气动型驱动机构主要方案

 思考题与习题

第12章 外围电气设计方案概述

 12.1 传感方案概述

 12.2 电力电子技术

 12.3 液晶显示模块

 思考题与习题

第13章 嵌入式控制器设计方案概述

 13.1 嵌入式控制器概述

 13.2 单片机典型方案分析

 13.3 典型单片机芯片举例

 13.4 可编程控制器概况

 思考题与习题

第14章 典型机电一体化机构设计

 14.1 变输入速度伺服机构系统方案

 14.2 机构的振动主动控制系统方案

 14.3 混合动力机器方案

 14.4 机构与控制的协调工作

 思考题与习题

第15章 常用控制方案

 15.1 反馈控制与前馈控制

 15.2 PID控制

 15.3 自适应控制

 15.4 智能控制

 思考题与习题

第16章 程序编制方案

 16.1 面向对象的程序设计技术

 16.2 机电一体化系统界面设计

 16.3 软件的抗干扰措施

 16.4 嵌入式操作系统与实时操作系统

 16.5 基于实时操作系统的对象编程方法实例

 思考题与习题

附录 一个运水机器人设计题目

参考文献