創(chuàng)新應(yīng)用型數(shù)字交互規(guī)劃教材︱機(jī)械工程是圍繞全國(guó)教育人才發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(20102020年)中國(guó)制造2025制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南等綱領(lǐng)性文件,在上海市機(jī)械專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)和上海市機(jī)械工程學(xué)會(huì)先進(jìn)制造技術(shù)專業(yè)委員會(huì)的牽頭、指導(dǎo)下,由上海科學(xué)技術(shù)出版社組織國(guó)內(nèi)高等院校及國(guó)內(nèi)外大型名企共同編寫而成的一套將數(shù)字資源與紙質(zhì)書交互融合的本科教材。該套教材的出版,立足于滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)急需的智能制造業(yè)創(chuàng)新型、復(fù)合型人才的需求,有望在一定程度上推動(dòng)高等教育多樣化發(fā)展、優(yōu)化專業(yè)和課程結(jié)構(gòu)、提高專業(yè)課程設(shè)置與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的匹配程度、提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。教材特色如下:
1.創(chuàng)新課程設(shè)置,優(yōu)化實(shí)踐環(huán)節(jié)。充分考慮國(guó)家對(duì)智能制造人才培養(yǎng)的政策和制度層面的要求,改進(jìn)傳統(tǒng)教科書內(nèi)容陳舊、滯后于時(shí)代和行業(yè)發(fā)展的狀況,植入企業(yè)的相關(guān)內(nèi)容和案例,確保教材在內(nèi)容上技術(shù)先進(jìn)、工藝領(lǐng)先、案例新穎;并在每章開始增設(shè)與國(guó)際工程教育認(rèn)證接軌的學(xué)習(xí)成果達(dá)成要求,進(jìn)一步拓寬學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域的國(guó)際化視野。
2.創(chuàng)新編寫模式,實(shí)現(xiàn)"產(chǎn)教研用"融合。由教指委、行業(yè)協(xié)會(huì)、名企、高校共同參與編寫,充分發(fā)揮學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)和行業(yè)組織在教材建設(shè)中的作用,以企業(yè)需求為導(dǎo)向,內(nèi)容技術(shù)互補(bǔ)、資源共享,突出專業(yè)和應(yīng)用實(shí)踐特色。
3.創(chuàng)新內(nèi)容形式,優(yōu)化教學(xué)方式。突破傳統(tǒng)教材模式,依托增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)技術(shù),將智能制造仿真場(chǎng)景、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)操作視頻、材料顯微組織放大圖片、智能機(jī)器人技術(shù)演示、國(guó)內(nèi)外名企案例展示等多種數(shù)字資源與紙質(zhì)產(chǎn)品交互,以直觀、形象、標(biāo)準(zhǔn)、泛在(便。┑姆绞教峁┙o學(xué)生,幫助學(xué)生提升學(xué)習(xí)興趣,改進(jìn)學(xué)習(xí)效果,促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的變革。
4.出版新媒體服務(wù)到位。數(shù)字交互資源可后臺(tái)實(shí)時(shí)更新;教材免費(fèi)提供電子教學(xué)資源,在我社官網(wǎng)瀏覽下載。
機(jī)電傳動(dòng)與控制課程是機(jī)械類專業(yè)的一門必修專業(yè)基礎(chǔ)課,是機(jī)械類人才學(xué)習(xí)電氣知識(shí)的主要課程。本課程以電動(dòng)機(jī)、控制元件及控制系統(tǒng)為主線,將機(jī)電傳動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)、電動(dòng)機(jī)特性、常規(guī)控制元件、典型控制線路及現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備中所需要的先進(jìn)控制技術(shù),如可編程控制器、變頻器和組態(tài)軟件技術(shù)有機(jī)銜接起來,構(gòu)成一個(gè)完整的體系。
本書根據(jù)學(xué)科發(fā)展及其內(nèi)在規(guī)律,把機(jī)械類專業(yè)所需的強(qiáng)電控制知識(shí)都集中在一起,避免了不必要的重復(fù),節(jié)省了學(xué)時(shí),加強(qiáng)了系統(tǒng)性,注重理論聯(lián)系實(shí)際。全書共分10章。第1章為緒論。第2章為基本知識(shí),已經(jīng)具備相關(guān)知識(shí)的可以跳過這一章節(jié)。第3、第4章分別介紹了直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)的工作原理及其特性。由于繼電器-接觸器控制系統(tǒng)還廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際中,第5章介紹了繼電器-接觸器控制系統(tǒng)中用到的常用電器和基本控制線路等。第6章介紹了電動(dòng)機(jī)選擇。隨著微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和迅速發(fā)展,可編程控制器在機(jī)電傳動(dòng)中廣泛使用。第7章介紹了可編程控制器的原理和使用。同時(shí)變頻器的使用越來越普遍,第8章介紹了變頻器的原理和使用。第9章介紹了人機(jī)界面及組態(tài)軟件,適應(yīng)目前觸摸屏和組態(tài)軟件的普及應(yīng)用。隨著機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展,控制電機(jī)作為一種重要的檢測(cè)、控制元件,用得愈來愈多,故第10章介紹了目前典型的控制電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理、性能和應(yīng)用。
相比其他同類教材,本書創(chuàng)新融入了數(shù)字交互資源,通過手機(jī)等移動(dòng)端掃描教材中相應(yīng)位置,可以觀看視頻,了解實(shí)物的實(shí)際工作過程和軟件具體操作過程,使學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)更加直觀和產(chǎn)生興趣。本書從第2章起各章后附有思考與練習(xí),并在出版社網(wǎng)站(www.sstp.cn)課件/配套資源欄目給出部分練習(xí)題的答案和提示,以便讀者自學(xué)。
本書由華東理工大學(xué)機(jī)械教學(xué)團(tuán)隊(duì)編寫。具體編寫分工如下:
吳清編寫第1、 7、 10章,夏春明編寫第5、 8、 9章,顏建軍編寫第2、 4章,李錦編寫第3、 6章;全書由吳清統(tǒng)稿。在本書的資料收集和整理過程中,張?jiān)娪辍⒂囔o、余夏輝、曹煒、曹默、羅巍巍、馬暢、沈天柱、尚文、張濱、朱佳華、盛然給予了很大的幫助,在此表示感謝。
由于編者水平所限,書中可能存在錯(cuò)誤或不足之處,敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。
編者
第1章 緒論
1.1 機(jī)電傳動(dòng)與控制的目的和任務(wù)
1.2 機(jī)電傳動(dòng)與控制的發(fā)展概況
1.3 機(jī)電傳動(dòng)與控制課程的性質(zhì)與特點(diǎn)
1.4 本教材的內(nèi)容安排
第2章 機(jī)電傳動(dòng)與控制的基礎(chǔ)知識(shí)
2.1 電磁知識(shí)
2.2 控制系統(tǒng)
2.3 動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)
2.4 生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性
2.5 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件
2.6 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)過渡過程
第3章 直流電機(jī)
3.1 工作原理和基本結(jié)構(gòu)
3.2 直流發(fā)電機(jī)
3.3 直流電動(dòng)機(jī)
3.4 直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性
3.5 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)
3.6 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速
3.7 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)
第4章 交流電動(dòng)機(jī)
4.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理和基本結(jié)構(gòu)
4.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的定子電路和轉(zhuǎn)子電路
4.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性
4.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性
4.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性
4.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性
4.7 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性
4.8 單相異步電動(dòng)機(jī)
第5章 繼電器-接觸器控制系統(tǒng)
5.1 常用低壓電器
5.2 電氣控制線路的繪制
5.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的控制線路
5.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速及軟啟動(dòng)
5.5 直流電動(dòng)機(jī)的控制線路
第6章 電動(dòng)機(jī)的選擇
6.1 電動(dòng)機(jī)容量選擇原則
6.2 不同工作制下電動(dòng)機(jī)容量選擇
6.3 電動(dòng)機(jī)的種類、額定電壓、額定轉(zhuǎn)速及形式的選擇
第7章 可編程控制器
7.1
PLC的產(chǎn)生與發(fā)展
7.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理
7.3 PLC的性能指標(biāo)
7.4 PLC的編程語言
7.5 西門子S7-200系列PLC
7.6 三菱Q系列PLC
7.7 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟
7.8 PLC的硬件設(shè)置
7.9 PLC的軟件設(shè)計(jì)
第8章 變頻器
8.1 概述
8.2 工作原理
8.3 通用變頻器的外部接口電路、基本功能及使用
8.4 變頻器調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)
8.5 變頻器外圍設(shè)備的選用及安裝
第9章 人機(jī)界面及組態(tài)軟件
9.1 人機(jī)界面
9.2 組態(tài)軟件基礎(chǔ)知識(shí)
第10章 控制電機(jī)
10.1
伺服電動(dòng)機(jī)
10.2 力矩電動(dòng)機(jī)
10.3 微型同步電動(dòng)機(jī)
10.4 無刷直流電動(dòng)機(jī)
10.5 舵機(jī)
10.6 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)
參考文獻(xiàn)