运动控制系统原理与应用

内容简介

本书全面地讲述了运动控制系统的基本原理，并采用大量图片、数据、实例讲述了现代运动控制系统的应用技术。
　　本书主要内容包括：运动控制器原理、选型方法；BASIC语言、梯形图、G代码编程基础以及在运动控制系统中的编程方法；控制类电动机及驱动器原理与特点；运动控制系统常用的输入输出元件、关键机械零件及运动平台的原理与选型方法；运动控制系统的设计与应用方法。针对运动控制系统的一些常见问题，讲述了系统动态分析的基本原理、电磁兼容的基本技术，从理论分析中给出解决实际问题的方法。还讲述了机器视觉元件、常用图像处理算法及其在运动控制系统中的应用方法。
　　本书系统性和实用性强,可作为运动控制领域从业人员的技术培训教材，也可作为装备制造业硬件工程师、软件工程师、机械工程师的参考书，还可作为工科大学生的辅导教材。

目录

运动控制系统原理与应用目录
第1章运动控制概论
1.1运动控制的基本概念
1.2运动控制系统的特点与类型
1.3运动控制系统的应用
1.4运动控制的历史、现状和发展趋势
第1篇运动控制器的功能和原理
第2章运动控制器简介及选型原则
2.1运动控制器的类型
2.2运动控制器的基本功能
2.3PLC、独立式运动控制器和运动控制卡的特点
2.4运动控制器的选型
第3章运动控制的基本算法
3.1点位运动的梯形和S形速度曲线
3.2多轴直线插补算法
3.3两轴圆弧插补算法
3.4电子齿轮、电子凸轮
3.5样条插值
3.6小线段连续插补
第4章运动控制器的硬件电路
4.1运动控制器的硬件结构
4.2微处理器
4.3CPLD和FPGA
4.4脉冲信号输入输出接口
4.5开关信号输入输出接口
4.6系统扩展总线及接口
4.7通信接口
4.8现场总线
4.9工业以太网现场总线
第5章运动控制器的嵌入式操作系统
5.1嵌入式系统的实时性
5.2μC/OS?Ⅱ操作系统
5.3Windows CE操作系统
第6章运动控制器的设计
6.1AVR单片机的特点
6.2基于AVR单片机的运动控制器的硬件结构
6.3基于AVR单片机的运动控制器的软件结构
第2篇运动控制系统应用程序设计
第7章运动控制系统程序设计基础
7.1运动控制系统应用程序概述
7.2运动控制系统编程语言概述
7.3编程基础
7.4Visual Basic基础
第8章运动控制系统BASIC程序设计
8.1Visual Basic编写应用程序的方法
8.2BASIC指令集编写应用程序的方法
第9章运动控制系统梯形图程序设计
9.1梯形图的基本概念
9.2梯形图的基本指令
9.3梯形图的运动控制指令
9.4梯形图程序设计
第10章运动控制系统G代码程序设计
10.1G代码及其扩展指令
10.2G代码程序设计
第3篇控制类电动机及驱动器原理与特点
第11章步进电动机及驱动技术
11.1两相混合式步进电动机
11.2两相步进电动机驱动器
11.3三相步进电动机
11.4常用两相步进电动机及驱动器参数
第12章伺服电动机及控制技术
12.1直流伺服电动机
12.2交流伺服电动机
12.3伺服电动机控制原理
第13章新型电动机原理及特点
13.1混合式伺服电动机
13.2智能一体式电动机
13.3直线电动机
第4篇运动控制系统输入输出元件及运动平台
第14章输入输出元件及人机界面
14.1数字式传感器
14.2开关式执行元件
14.3人机界面
第15章运动平台零部件及平台设计
15.1滚珠丝杠与滑动丝杠
15.2同步齿形带
15.3滚动导轨
15.4减速器
15.5弹性联轴器
15.6运动平台
第5篇运动控制系统的设计与应用
第16章运动控制系统的设计概要
16.1机械系统的设计步骤
16.2硬件系统的设计步骤
16.3软件系统设计与调试的方法
第17章运动控制系统应用实例
17.1运动控制器在绕线机上的应用
17.2运动控制器在锂电池焊接上的应用
17.3用样条插值函数实现机械手轨迹控制
17.4运动控制卡在测量仪上的应用
第6篇运动控制系统技术专题
第18章运动控制系统的动态特性及其影响
18.1运动控制系统的动态特性
18.2动态特性对开环控制系统的影响
第19章机器视觉原理及应用
19.1机器视觉的基本概念
19.2机器视觉系统的硬件与软件
19.3图像分割算法及圆的测量
19.4模板匹配算法
19.5边缘检测、直线检测及角度测量
19.6模板匹配算法在自动点胶机上的应用
19.7轮廓跟踪算法在鞋大底点胶机上的应用
19.8机器视觉软件HexSight在装片机中的应用
第20章控制系统的电磁兼容技术
20.1电磁兼容概述
20.2产品安全认

摘要与插图

序
　　读完左力博士及其同事李卫平博士共同编写的《运动控制系统原理与应用》书稿后，有一种耳目一新的感觉。
　　书中用通俗的语言、浅显的理论知识以及大量的实例，讲述了当今自动控制、机械制造领域使用的新技术、新产品，如运动控制器、运动控制卡，交流伺服电动机、无刷直流电动机、直线电动机、步进电动机、混合式伺服电动机及驱动器，滚珠丝杠、同步带、滚动导轨、弹性联轴器等。这些内容有的在大学教材中很少涉及。作者还结合自己的科研成果，讲述了运动控制系统的设计方法、运动控制器各种功能的使用技巧；用系统动力学原理、电磁兼容基本理论，分析解决实际工作中常见的技术难题，并且系统地讲述了机器视觉这门新兴技术在自动化设备中应用的理论和方法。
　　该书不但实用性强，理论知识也讲述得十分系统，是自动化行业一本很好的职工培训教材，也是高校学生、教师了解当今自动控制、机械制造领域发展现状和发展趋势的一本很好的参考书。
　　记得在1998年初，左力博士毕业前夕，我找他谈话，希望他能留校任教。他却依然选择了到深圳打拼的道路，在自动化设备制造业的第一线一干就是15年。李卫平博士更是放弃了可以在美国、香港定居的优厚条件，于1997年返回祖国，成为深圳第一批回国创业的“海归”。
　　两位博士在深圳这块热土上，将自己所学的理论知识应用到自动化设备设计、制造过程中，带领身边的工程技术人员在事业上取得了丰硕成果，并获得了大量实践经验，实为可喜。两位博士在忙碌的工作之余，将自己的科研成果、实践经验与基础理论相结合，编写出《运动控制系统原理与应用》一书，实是难能可贵。这使我在高兴的同时，也深受鼓舞和教育。在深圳这块热土上，杨柳春风，生机无限。我深信，两位博士以及为祖国发展而奋斗拼搏的人，一定会为我们近十四亿人的神州美好的春天，作出更好更多的贡献。
　　谨为之序。
 
　　中国科学院院士杨叔子