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第1章 总论 1

1．1概述 1

1．2机电一体化控制技术的产生与发展 2

1．3机电控制系统的基本功能和构成 3

1．4机电一体化控制技术的特点及分类 5

1．5机电一体化及其控制技术的发展方向 7

第2章 机电一体化常规控制技术 9

2．1电机控制技术 9

2．1．1直流电动机的调速方法 10

2．1．2三相永磁同步电动机（PMSM）的矢量控制 12

2．1．3三相感应电动机直接转矩控制 24

2．2晶闸管变流技术 34

2．2．1晶闸管 34

2．2．2可控整流电路 38

2．2．3晶闸管触发电路 41

2．2．4有源逆变电路 45

2．2．5晶闸管交流调压 49

2．3逻辑控制技术 50

2．3．1电气控制线路的基本控制规律 51

2．3．2矩阵式顺序控制器 61

2．4一种经济型永磁同步电机矢量控制伺服系统设计 68

2．4．1永磁同步电动机矢量控制原理 68

2．4．2硬件设计 69

2．4．3软件设计 72

第3章 机电一体化数控技术 74

3．1逐点比较法插补原理 74

3．1．1直线插补原理 74

3．1．2圆弧插补原理 78

3．1．3逐点比较法合成进给速度控制 83

3．2计算机数控系统 85

3．2．1 CNC系统功能及基本工作过程 85

3．2．2 CNC系统的硬件结构及软件结构 88

3．3伺服驱动控制系统 93

3．3．1伺服系统概述 93

3．3．2步进电机伺服系统 99

3．3．3交／直流电机伺服系统 102

3．3．4位置控制原理 104

3．4 IVECO横梁焊接机器人轨迹规划及计算机仿真研究 104

3．4．1连续轨迹控制的直角坐标空间法 104

3．4．2轨迹规划计算机仿真 105

3．4．3机器人连续轨迹运动规划算法框图 106

3．4．4 IVECO车架横梁的焊接 107

第4章 嵌入式微控制系统 108

4．1概述 108

4．1．1微型计算机控制系统组成 108

4．1．2微型计算机控制系统的发展趋势 112

4．2嵌入式微控制技术 114

4．2．1嵌入式系统的特点 114

4．2．2嵌入式系统的种类 115

4．2．3嵌入式系统开发前对用户的需求分析 116

4．2．4嵌入式系统的低功耗 117

4．3智能传感器和智能执行机构的原理及技术 121

4．3．1智能传感器的高可靠性和高稳定性 121

4．3．2传感器的基本性能 122

4．3．3智能传感器功能实现方法 125

4．3．4网络化智能传感器 127

4．3．5智能执行机构 128

4．4信息采集技术 131

4．4．1采样定理 131

4．4．2多路开关 133

4．4．3采样／保持器 138

4．5嵌入式I／O 141

4．5．1嵌入式系统I／O接口的硬件结构 141

4．5．2嵌入式系统A/D、D/A接口设计 148

第5章 可编程控制技术 158

5．1概述 158

5．2现场可编程门阵列 158

5．2．1 PAC块的传递函数 159

5．2．2用两个PAC块设计滤波器 162

5．2．3 PAC块的特点 164

5．2．4差分输出差分输入电路的优越性 165

5．3电子可编程模拟电路（PAC） 166

5．4 FPGA应用实例 170

5．4．1设计说明 170

5．4．2开发系统 170

5．4．3设计方案 171

5．4．4设计总结 172

第6章 总线控制技术 173

6．1概述 173

6．1．1现场总线的含义 173

6．1．2现场总线的发展过程 174

6．1．3现场总线的设备 176

6．1．4典型现场总线 176

6．2 CAN现场总线扩展技术 178

6．2．1 CAN现场总线扩展技术的产生 178

6．2．2系统的层次结构 179

6．2．3系统软硬件开发平台 180

6．3总线互联技术 182

6．3．1系统的地址 182

6．3．2 CAN总线链路层设计 183

6．3．3 485总线链路层设计 185

6．3．4网络层协议 189

6．4 CAN总线与PC机的EPP接口 191

6．4．1独立的CAN接口芯片 191

6．4．2增强型并行口EPP 195

6．4．3虚拟设备驱动程序VxD 202

6．4．4 PC机的监控节点程序设计 206

6．5 CAN总线接口技术 209

6．5．1 L 82C2XX CAN控制器与CPU接口 209

6．5．2 SJA1000控制器与微处理器的接口 209

6．5．3单片机与80C200构成的CAN总线适配器 210

6．5．4 CAN总线与PLC的R985通信 212

6．6应用实例：监控网络 216

6．6．1传输线的分布参数系统 216

6．6．2传输线的物理模型和电路方程 217

参考文献 220