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内容大纲
本书在装备机电一体化系统产生和演进的基础上阐述机电一体化技术的发展脉络、基础理论和关键技术。主要内容包括:机电一体化的基本概念、系统的构成要素、共性关键技术;机电系统数学模型、常用的工程分析方法;机电控制系统嵌入式控制器、接口及总线技术;嵌入式系统中PID控制算法及软件实现、测控系统实时数据处理以及软件抗干扰技术;驱动控制技术及在装备中的实际应用;装备机电一体化系统总体技术以及在新型无人装备上的应用。
本书可作为机械工程、车辆工程等专业本科教材,也可作为从事机动装备机电一体化技术、测控技术专业工程技术人员的学习参考。 -
作者介绍
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目录
第1章 绪论
1.1 机电一体化技术及发展
1.1.1 机电一体化的基本概念
1.1.2 机电一体化技术发展与特征
1.2 机电一体化系统的基本组成要素
1.2.1 三子系统论
1.2.2 机电一体化系统的结构
1.2.3 机电一体化构成要素
1.3 机电一体化关键技术
1.3.1 系统总体技术
1.3.2 精密机械技术
1.3.3 检测传感技术
1.3.4 信息处理与传输技术
1.3.5 自动控制技术
1.3.6 伺服驱动技术
1.4 机电一体化技术在装备中的应用和发展趋势
1.4.1 动力系统
1.4.2 传动系统
1.4.3 地面无人机动平台
习题与思考题
第2章 机电系统建模
2.1 概述
2.1.1 数学模型的概念
2.1.2 数学模型的分类
2.1.3 数学模型的建模方法
2.2 机电系统数学模型
2.2.1 线性系统的概念
2.2.2 线性系统的微分方程
2.2.3 传递函数
2.2.4 状态空间模型
2.3 MATLAB控制工具箱与机电系统模型
2.4 无人平台系统建模与分析
2.4.1 轮式无人平台基本构成
2.4.2 轮式无人平台运动学模型
2.4.3 轮式无人平台动力学模型
习题与思考题
第3章 机电系统特性分析
3.1 机电系统时域分析方法
3.1.1 系统时域响应特性分析
3.1.2 系统稳定性与误差分析
3.2 机电系统频域分析方法
3.2.1 系统频域特性
3.2.2 系统频域特性图
3.2.3 典型环节频域特性
3.2.4 开环频域特性
3.2.5 频域特性与传递函数
3.2.6 相位裕度和幅值裕度
3.2.7 闭环频率性能指标
3.3 机电系统工程分析方法的MATLAB实现
3.3.1 时域分析
3.3.2 稳定性分析
3.3.3 频域分析
3.4 机电一体化系统计算机仿真分析
3.4.1 轮式无人平台ADAMS/Simulink联合仿真
3.4.2 轮式无人平台ADAMS/Simulink联合仿真实验
习题与思考题
第4章 机电一体化控制技术
4.1 概述
4.1.1 计算机控制系统控制器的分类及其特点
4.1.2 嵌入式系统的发展历程和特点
4.1.3 嵌人式操作系统
4.2 典型嵌入式控制器及最小系统
4.2.1 典型8位MCU-C8051F系列
4.2.2 典型32位MCU-STM32F系列
4.2.3 8位MCU C8051F040的最小系统
4.2.4 32位MCU STM32F407的最小系统
4.3 嵌入式系统接口技术
4.3.1 微控制器I/O端口技术
4.3.2 基于轮速计的无人平台车速测量
4.3.3 无人平台电气配电控制器
4.3.4 模拟量接口技术
4.3.5 控制器通信接口技术
4.3.6 内部总线与智能传感器接口
4.4 车载现场总线技术
4.4.1 车载总线概述
4.4.2 主战装备综合电子系统
4.4.3 CAN总线原理及技术实现
4.4.4 电气配电控制器CAN总线接口
4.4.5 轮式无人平台CAN总线用户层协议制定及指令传输
习题与思考题
第5章 机电一体化测控软件技术
5.1 PID控制算法及软件实现
5.1.1 模拟控制器与数字控制器
5.1.2 模拟PID控制器
5.1.3 数字PID控制器
5.1.4 增量型PID算法的程序实现
5.1.5 PID控制器控制参数整定
5.2 测控系统实时数据处理
5.2.1 数字滤波技术
5.2.2 基于卡尔曼滤波算法评估无人平台姿态角
5.3 机电一体化系统软件抗干扰技术
5.3.1 软件冗余技术
5.3.2 “看门狗”技术
习题与思考题
第6章 机电一体化伺服驱动技术
6.1 概述
6.1.1 执行元件的组成及分类
6.1.2 现代伺服系统
6.1.3 液压传动及电液伺服驱动技术
6.2 直流伺服电动机及驱动技术
6.2.1 直流伺服电动机数学模型、静态和动态特性
6.2.2 直流伺服电动机驱动技术
6.2.3 直流电动机转矩转速控制
6.3 无刷电动机及驱动技术
6.3.1 无刷电动机结构及原理
6.3.2 无刷电动机的控制模型
6.3.3 无刷电机驱动技术
6.3.4 轮式无人平台轮毂电动机驱动控制
习题与思考题
第7章 机电一体化技术应用
7.1 装备机电一体化系统总体设计
7.1.1 机电一体化系统设计方法的演变
7.1.2 机电一体化系统的特征
7.1.3 机电一体化系统的方法论
7.1.4 机电一体化系统设计的考虑方法
7.1.5 机电一体化系统的设计程序、准则和规律
7.2 军用装备机电系统技战术指标体系
7.2.1 军用装备机电一体化系统技战术指标体系
7.2.2 国内外典型移动无人平台(小型)及技术指标简介
7.3 轮式无人平台总体设计
7.3.1 轮式无人平台行动系统优化设计
7.3.2 轮式无人平台控制系统及任务软件架构
7.3.3 轻型轮式无人平台高速行驶稳定性分析及控制策略
习题与思考题
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