《機械電子學--機電一體化系統中的數字化檢測與控制》以機械電子學總體理論、方法和應用為基礎，著重對數字化算法、裝置和系統進行深入講解和分析，并緊密結合國內外最新成果撰寫了7章內容，包括緒論、微處理器及系統和軟件、數字式測量與傳感器、信號的調節與數字化變換、伺服執行器與數字執行器、總線及接口與通信、數字控制系統與模型設計。本書包含了大量的應用實例，并以MIT兩輪自平衡機器人作為設計參考貫穿全書首尾。本書內容豐富、條理清晰，且各章均列出了詳細的參考文獻方便讀者擴展學習。
《機械電子學--機電一體化系統中的數字化檢測與控制》可作為機械制造、自動化、電子電氣各專業以及化工、制藥、航空航天、生物醫學工程等非電類相關專業的本科生和研究生教材，也可供有關工程技術人員參考。本書由四川大學制造科學與工程學院羅華、傅波、刁燕主編。
前言
第1章 緒論
1.1 機械電子學概述
1.1.1 機械電子學與機電一體化
1.1.2 機械電子學研究的主要內容
1.2 機械電子學的應用與發展
1.2.1 機械電子學的典型應用
1.2.2 機械電子學的發展前景
1.3 以微處理器為基礎的機械電子產品設計
1.3.1 如何開發機械電子產品
1.3.2 利用機械電子學進行機電產品系統設計
1.3.3 機電系統的數字化
1.4 設計實例——MIT兩輪自平衡機器人
1.4.1 兩輪自平衡機器人的工作原理
1.4.2 兩輪自平衡機器人的外觀和結構 前言
第1章 緒論
1.1 機械電子學概述
1.1.1 機械電子學與機電一體化
1.1.2 機械電子學研究的主要內容
1.2 機械電子學的應用與發展
1.2.1 機械電子學的典型應用
1.2.2 機械電子學的發展前景
1.3 以微處理器為基礎的機械電子產品設計
1.3.1 如何開發機械電子產品
1.3.2 利用機械電子學進行機電產品系統設計
1.3.3 機電系統的數字化
1.4 設計實例——MIT兩輪自平衡機器人
1.4.1 兩輪自平衡機器人的工作原理
1.4.2 兩輪自平衡機器人的外觀和結構
1.4.3 兩輪自平衡機器人的主要設計步驟
參考文獻
第2章 微處理器及系統和軟件
2.1 微處理器
2.1.1 微處理器的內部組成及相關名詞解釋
2.1.2 嵌入式微處理器
2.1.3 微控制器
2.1.4 數字信號處理器
2.1.5 片上系統
2.1.6 可編程邏輯器件
2.1.7 微處理器編程語言
2.2 PLC
2.2.1 PLC的定義和特點
2.2.2 PLC的基本結構和工作原理
2.2.3 PLC的編程語言
2.2.4 PLC控制系統的設計步驟
2.3 工業控制計算機
2.3.1 工業控制計算機的概念與特點
2.3.2 工業控制計算機系統的硬件組成
2.3.3 工業控制計算機系統的軟件
2.4 計算機數控系統
2.4.1 計算機數控系統的概念與組成
2.4.2 計算機數控系統的軟、硬件結構
2.5 MIT兩輪自平衡機器人的微處理器
參考文獻
第3章 數字式測量與傳感器
3.1 數字式測量系統的結構與特性
3.1.1 數字式測量系統的結構
3.1.2 數字式測量的特點與特性
3.1.3 數字式測量中的幾個重要概念
3.2 機械裝置中的常用數字傳感器
3.2.1 光柵傳感器
3.2.2 激光傳感器
3.2.3 容柵傳感器
3.2.4 編碼器
3.2.5 其他常用傳感器
3.3 微機電系統傳感器
3.3.1 MEMS傳感器的原理及特點
3.3.2 微型力／力矩傳感器
3.3.3 微型壓力傳感器
3.3.4 微型陀螺
3.3.5 微型加速度計
3.3.6 其他常見MEMS傳感器
3.4 圖像傳感器
3.4.1 CCD與CMOS圖像傳感器
3.4.2 線陣CCD測量系統的應用
3.4.3 圖像識別及其應用
3.5 MIT兩輪自平衡機器人中應用的傳感器
參考文獻
第4章 信號的調節與數字化變換
4.1 前向通道中的信號與特點
4.1.1 前向通道的特點
4.1.2 前向通道中的信號與結構
4.2 模擬信號的調節和數字化變換
4.2.1 信號的分離
4.2.2 信號的放大
4.2.3 模擬信號的數字化變換
4.2.4 信號的細分
4.3 光電隔離和信號傳輸
4.3.1 信號的光電隔離
4.3.2 電源隔離
4.4 數字信號的處理和分析基礎
4.4.1 傅里葉變換與Z變換
4.4.2 數字濾波器
4.4.3 頻譜分析
4.5 后向通道的信號與特點
4.5.1 后向通道的特點
4.5.2 后向通道的信號與結構
4.5.3 后向通道的功率驅動
4.6 MIT兩輪自平衡機器人的傳感器和信號處理
4.6.1 傳感器的信號輸入
4.6.2 傾斜角計算原理
4.6.3 信號濾波
參考文獻
第5章 伺服執行器與數字執行器
5.1 執行機構概述
5.1.1 執行機構的性能要求
5.1.2 執行機構的種類及原理
5.2 直流電動機和交流電動機
5.2.1 直流電動機
5.2.2 交流電動機
5.3 伺服執行器
5.3.1 步進電動機
5.3.2 直流伺服電動機
5.3.3 交流伺服電動機
5.4 數字執行器
5.4.1 直線電動機
5.4.2 數字液壓缸
5.5 M1T兩輪自平衡機器人中的執行電動機和調速方式
參考文獻
第6章 總線、接口與通信
6.1 數字電路片間總線
6.1.1 I2C總線
6.1.2 SPI總線
6.2 串行通信總線與接口
6.2.1 串行通信總線簡介
6.2.2 RS-232C總線
6.2.3 RS-422與RS-485總線
6.2.4 通用串行總線
6.3 工業現場總線
6.3.1 CAN總線與接口通信技術
6.3.2 PROFIBUS總線與接口通信
6.3.3 工業以太網
6.4 工業無線通信
6.4.1 無線短程網
6.4.2 無線局域網
6.5 MIT兩輪自平衡機器人中的總線和通信
參考文獻
第7章 數字控制系統與模型設計
7.1 數字控制系統的組成
7.1.1 硬件部分
7.1.2 軟件部分
7.2 數字控制系統的分類及特點
7.2.1 按控制方式分
7.2.2 按系統的功能分
7.3 數字控制系統的模型設計
7.3.1 數字控制系統的數學描述
7.3.2 數字控制系統的模擬化設計
7.3.3 數字控制系統的離散化設計方法
7.3.4 數字PID控制器設計
7.4 智能控制基礎
7.4.1 模糊控制
7.4.2人工神經網絡
7.4.3 專家系統
7.5 MIT兩輪自平衡機器人的平衡算法
參考文獻
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