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內容簡介

　　《精密機械運動控製係統/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材》針對機械類專業運動控製課程教學和實踐需要，重點介紹瞭機械運動控製係統的組成原理和具體應用實例。
　　《精密機械運動控製係統/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材》共11章，內容包括運動控製係統的機械結構、測量傳感器、運動控製係統的建模與分析、步進電機運動控製、直流伺服電機運動控製、交流伺服電機運動控製、微位移運動控製等基礎知識，還介紹瞭數控機床進給運動控製係統和機器人運動控製係統。
　　《精密機械運動控製係統/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材》內容強調整體建模分析，重視自動化裝備運動控製係統的整體設計，在閤理介紹基礎知識的同時，將多軸聯動數控機床、原子力顯微鏡微位移運動控製、智能儀器設計、移動機器人運動控製係統設計、運動係統非綫性處理等前沿技術也融閤在相關章節作瞭較深入的介紹。
　　《精密機械運動控製係統/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材》針對機械類專業學生、滿足其對精密運動控製新理論和新技術的需求，從實踐中來，《精密機械運動控製係統/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材》內容體係從機器人與數控機床控製係統中提煉，涵蓋運動控製係統的機械結構設計和傳感測量等內容，介紹瞭機械運動控製在原子力微鏡微位移運動控製等學科發展前沿高新技術的應用，結閤瞭全嚮足球機器人等作者科研實例，易於教學。

內頁插圖

目錄

前言
第1章 緒論
1．1 機械運動控製係統的內容與分類
1．1．1 機械運動控製係統的定義、由來與內容
1．1．2 機械運動控製係統的分類
1．2 機械運動控製係統的應用
1．2．1 運動規劃
1．2．2 多軸插補
1．2．3 電子齒輪與電子凸輪
1．2．4 比較輸齣與同步跟蹤
1．2．5 精密探針位置測量
1．3 機械運動控製係統中的非綫性及其補償
1．3．1 機械運動控製係統中的連續與不連續非綫性
1．3．2 機械運動控製係統中常見不連續非綫性及其補償
1．4 機械運動控製係統的發展趨勢

第2章 運動控製係統中的機械結構
2．1 滑動螺鏇傳動與滑動導軌
2．1．1 滑動螺鏇傳動
2．1．2 滑動導軌
2．2 滾動螺鏇傳動與滾動導軌
2．2．1 滾動螺鏇傳動
2．2．2 滾動導軌
2．3 齒輪減速與諧波減速
2．3．1 齒輪減速器的型式與應用
2．3．2 行星齒輪減速器的傳動比計算
2．3．3 諧波齒輪減速器
2．4 空氣靜壓技術與磁浮技術
2．4．1 空氣靜壓技術簡介及應用
2．4．2 磁浮技術簡介及應用

第3章 機械運動控製係統中的位置測量
3．1 光電編碼器
3．1．1 增量式光電編碼器
3．1．2 光電編碼器的讀數原理
3．1．3 絕對式光電編碼器
3．2 直綫光柵尺
3．2．1 光柵的概念
3．2．2 直綫光柵的測量原理
3．2．3 直綫光柵的信號處理電路
3．3 磁柵尺
3．3．1 磁柵尺的測量原理
3．3．2 磁柵尺的檢測電路
3．4 激光乾涉測量
3．5 電容式傳感器
3．5．1 電容式傳感器的工作原理
3．5．2 變極距式電容式傳感器
3．5．3 變麵積式電容式傳感器
3．5．4 電容式傳感器的特點
3．6 電感式傳感器
3．6．1 自感式傳感器
3．6．2 互感式（差動變壓器式）傳感器
3．6．3 渦流式傳感器

第4章 機械運動控製係統的數學模型
4．1 機械運動係統的動力學方程
4．2 機械運動控製係統的非綫性與綫性化
4．2．1 典型的非綫性係統
4．2．2 非綫性係統的綫性化
4．2．3 分析非綫性係統的方法
4．3 機械運動控製係統中的運動規律設計
4．3．1 運動規律的相關概念
4．3．2 運動規律的設計
4．3．3 運動規律的設計實例——柔性臂殘餘振動的控製
4．4 機械運動係統的慣量等效
4．4．1 等效力矩和等效力的計算
4．4．2 等效轉動慣量和等效質量的計算
4．4．3 電機多軸拖動係統等效動力學模型的建立

第5章 步進電機運動控製係統
5．1 步進電機的工作原理與分類
5．2 步進電機的運行特性與控製係統建模
5．2．1 靜態運行特性
5．2．2 單脈衝運行特性
5．2．3 連續脈衝運行特性
5．3 步進電機的控製電路
5．3．1 單電壓功率驅動電路
5．3．2 高低壓功率驅動電路
5．3．3 斬波恒流驅動電路
5．3．4 雙極性驅動電路
5．3．5 細分驅動電路
5．4 步進電機在自動測量儀器中的應用
5．4．1 步進電機的選擇
5．4．2 步進電機在柴油發動機活塞環梯形角度測量儀中的應用

第6章 直流伺服電機運動控製係統
6．1 直流伺服電機的工作原理
6．1．1 直流伺服電機的基本結構與工作原理
6．1．2 直流電機的機械特性
6．1．3 空心杯直流伺服電機
6．2 直流伺服電機運動控製係統的數學模型
6．2．1 電樞控製直流電機的數學模型
6．2．2 磁場控製直流電機的數學模型
6．3 直流伺服電機的脈寬訶製控製
6．3．1 脈寬調製的基本原理
6．3．2 不可逆脈寬調製調速係統
6．3．3 可逆脈寬調製調速係統
6．4 無刷直流電機原理
6．4．1 無刷直流電機的基本結構
6．4．2 無刷直流電機工作原理
6．5 直流伺服電機在足球機器人中的應用
6．5．1 直流伺服電機控製的一般過程
6．5．2 主要部件選擇

第7章 交流伺服電機運動控製係統
7．1 交流伺服電機的工作原理
7．1．1 永磁同步電機的結構
7．1．2 永磁同步電機的工作原理
7．1．3 永磁同步電機的性能
7．2 交流伺服電機的運動控製基礎
7．2．1 電壓方程
7．2．2 轉矩方程
7．2．3 狀態方程
7．3 交流伺服電機的正弦脈寬調製控製
7．3．1 正弦脈寬調製波形與等效正弦波
7．3．2 産生正弦脈寬調製波形的原理
7．3．3 正弦脈寬調製變頻器的主電路
7．4 交流伺服電機的矢量控製
7．4．1 矢量控製的基本原理
7．4．2 矢量變換及其實現
7．4．3 磁通的檢測
7．5 交流伺服電機直接轉矩控製簡介

第8章 直綫電機運動控製係統
8．1 直綫電機的結構、工作原理及分類
8．1．1 直綫電機的基本結構
8．1．2 直綫電機的工作原理
8．1．3 直綫電機的分類
8．2 直綫電機的數學模型
8．2．1 直綫電機的磁場分析模型
8．2．2 永磁式減速直綫同步電機的數學模型
8．3 直綫電機運動控製係統的典型應用
8．3．1 直綫電機在工業與自動化中的應用
8．3．2 直綫電機在物料輸送與搬運方麵的應用
8．3．3 直綫電機在交通運輸業中的應用

第9章 微位移運動控製係統
9．1 微位移運動控製的原理與應用
9．1．1 微位移係統的原理
9．1．2 微位移係統的應用
9．2 微位移運動係統的結構設計
9．2．1 柔性鉸鏈的類型及特點
9．2．2 柔性鉸鏈設計
9．2．3 精密微動工作颱的設計及其特性分析
9．3 壓電微位移運動控製係統的驅動電路
9．3．1 對壓電微位移器驅動的要求
9．3．2 典型壓電陶瓷驅動電路
9．4 微位移運動機構的磁滯非綫性與補償控製
9．4．1 磁滯非綫性係統的建模
9．4．2 磁滯非綫性係統的控製補償方法
9．5 原子力顯微鏡的微位移運動控製係統
9．5．1 原子力顯微鏡係統
9．5．2 原子力顯微鏡與其他掃描顯微鏡的比較

第10章 數控機床的運動控製係統
10．1 數控機床的構型及其對運動控製的要求
10．1．1 數控機床的作用
10．1．2 數控機床的基本構成
10．1．3 數控機床的類型及其對運動控製的要求
10．2 數控機床的運動協調控製
10．2．1 控製軸數與聯動軸數
10．2．2 數控機床軌跡運動控製原理
10．2．3 運動速度和加減速的控製
10．3 數控車床的運動控製係統
10．3．1 概述
10．3．2 數控車床的分類
10．3．3 主軸傳動方式
10．3．4 進給運動控製係統
10．4 數控銑床的運動控製係統
10．4．1 概述
10．4．2 數控銑床的分類
10．4．3 數控銑床運動部件的布局
10．4．4 主傳動係統
10．4．5 進給運動控製係統

第11章 操作機器人的運動控製係統
11．1 操作機器人的構成
11．1．1 操作機器人的構成
11．1．2 機器人機械本體的構成
11．1．3 操作機器人的分類
11．2 操作機器人運動學基礎
11．2．1 操作機器人運動方程的錶示
11．2．2 機械手運動方程的求解
11．3 操作機器人的運動控製係統
11．3．1 機器人運動控製係統的特點
11．3．2 操作機器人運動控製層次
11．3．3 機器人的運動控製技術
11．4 SCARA機器人的運動控製
11．4．1 SCARA機器人的控製結構
11．4．2 SCARA機器人的運動分析
11．4．3 SCARA機器人的運動方程求解

參考文獻

前言/序言

　　作為傳統産業的機械工業，在計算機技術、控製理論、電子電力及傳感器技術等技術快速發展的帶動下，産品和生産體係結構發生瞭巨大的變化，機電一體化成為機械係統發展的重要趨勢，也是信息技術帶動傳統機械産業的橋梁。機械運動控製技術作為機電一體化的關鍵組成部分，是機電一體化技術發展的具體體現和代錶。它最初從機床數控、機器人和工廠自動化等技術中抽象發展而來，形成新的專門技術後，又大力促進瞭這些相關應用技術的發展。
　　運動控製的學習和掌握對學生從事生産、科研等工作具有重要作用。為瞭適應新技術發展對人纔的需求，在機械電子專業開設機械運動控製課程勢在必行。但是，現有運動控製教材幾乎全部由電機、電氣類專業的“電機與拖動”等教材改編而來，主要應用對象仍然是電機、電氣類學生。為此我們針對機械類學生的知識結構特點和需要，編寫瞭這本教材。它有以下特點：
　　（1）主要針對機械專業學生編寫，從機器人與數控機床控製係統中提煉齣來，強調機械運動係統的整體建模、性能及精度分析；強調機電控製中的運動協調與速度規劃；強調運動控製係統的設計和使用需要，簡化瞭電機原理及電路設計；力求滿足機械類學生對精密運動控製新理論和新技術知識的需求。
　　（2）增加瞭運動控製係統的機械結構設計和傳感測量的原理與選擇等內容，結閤機器人與數控機床等典型運動係統的分析，使學生更深入瞭解運動控製係統的組成環節、設計方法和精度分析。
　　（3）增加直綫電機、微位移運動控製係統、精密測量等內容，增加瞭原子力顯微鏡微位移運動控製、多軸聯動數控機床復雜協調運動控製係統等學科發展前沿成果介紹，體現瞭機械運動控製在高新技術發展中的價值。
　　（4）與科研工作結閤，增加瞭機械硬非綫性補償問題的討論，並將所研製的活塞環梯形角測量儀、全嚮足球機器人、SCARA工業機器人等作為實例介紹分析。
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