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第1章 绪论1

1.1 引言1

1.1.1 机器1

1.1.2 传动1

1.1.3 轴2

1.1.4 机械轴2

1.1.5 液压轴2

1.1.6 微机控制的电液轴2

1.1.7 液压系统的微机控制3

1.2 计算机控制系统发展简述4

1.3 计算机控制系统的结构和组成5

1.3.1 自动控制理论回顾5

1.3.2 连续控制系统的结构7

1.3.3 计算机控制系统的结构8

1.3.4 计算机控制系统的组成8

1.4 计算机控制系统的分类10

1.4.1 数据采集系统11

1.4.2 操作指导系统11

1.4.3 直接数字控制系统12

1.4.4 监督计算机控制系统12

1.4.5 计算机分散控制系统13

1.4.6 现场总线控制系统14

1.5 计算机控制系统的发展趋势15

1.6 循序渐进实例：电液伺服系统微机控制实例16

习题17

第2章 常用低压电器及继电器－接触器控制回路18

2.1 引言18

2.2 低压电器概述19

2.2.1 低压电器的分类19

2.2.2 低压电器的电磁机构19

2.2.3 低压电器的执行部件20

2.2.4 低压电器的结构特点22

2.3 常用低压电器23

2.3.1 接触器23

2.3.2 继电器28

2.3.3 开关电器35

2.3.4 主令电器38

2.3.5 熔断器40

2.4 电气控制图的绘制41

2.4.1 常用的电气图形符号及文字符号42

2.4.2 电气原理图42

2.4.3 电气元件布置图44

2.4.4 电气接线图44

2.5 电气原理图的读图分析方法45

2.6 液压系统中的典型继电器－接触器控制回路46

2.6.1 液压泵驱动电动机的选型计算46

2.6.2 液压泵驱动电动机的直接启动和降压启动47

2.7 循序渐进实例：电液伺服系统微机控制中用到的低压电器及电气控制系统设计50

习题52

第3章 通用数字控制器54

3.1 工业现场数字控制器概述54

3.2 可编程控制器（PLC）55

3.2.1 可编程控制器概述55

3.2.2 PLC的硬件组成60

3.2.3 PLC输入输出接口电路63

3.2.4 PLC的工作原理70

3.2.5 CPlH-XA型PLC指令系统简介77

3.3 IPC作为数字控制器88

3.3.1 概述88

3.3.2 IPC的硬件组成89

3.3.3 IPC的软件组成91

3.3.4 IPC的系统总线91

3.3.5 工控机输入／输出（I/O）板卡92

3.3.6 其他板卡94

3.3.7 IPC＋I/O板卡构成测控系统94

3.3.8 IPC＋远程I/O模块构成测控系统95

3.3.9 PCI-1712多功能数据采集卡96

3.4 xPC目标方案102

3.4.1 什么是xPC目标102

3.4.2 xPC目标的软件环境103

3.4.3 xPC目标的硬件环境104

3.4.4 xPC目标输入／输出设备驱动程序支持105

3.4.5 基于xPC目标的半物理仿真实现过程106

3.5 嵌入式控制器作为数字控制器的用法107

3.5.1 Labview及NI嵌入式控制系统的应用108

3.5.2 Labview及NI嵌入式控制器在液压实验台测试系统中的应用109

3.5.3 NICompactRIO为核心构成的电液伺服微机控制系统111

3.6 循序渐进实例：电液伺服系统微机控制中的通用控制器及接口电路113

习题115

第4章 液压系统微机控制中的专用控制器117

4.1 专用控制器概述117

4.2 专用控制器的分类118

4.3 模拟比例控制器119

4.3.1 概述119

4.3.2 典型构成120

4.3.3 分类121

4.3.4 模拟比例控制器的调整与使用122

4.3.5 模拟比例控制器的参数调节123

4.3.6 模拟比例控制器产品举例126

4.4 模拟伺服控制器130

4.4.1 概述130

4.4.2 与模拟比例控制器的异同点130

4.4.3 模拟伺服控制器的特点和使用131

4.5 专用数字控制器136

4.5.1 概述136

4.5.2 MOOG公司MSC数字伺服控制器137

4.6 循序渐进实例：电液伺服系统微机控制中的专用控制器143

习题145

第5章 检测元件146

5.1 传感器的基本特性146

5.2 接近开关147

5.3 光电编码器151

5.3.1 增量式光电编码器151

5.3.2 绝对值编码器155

5.3.3 混合式光电编码器158

5.3.4 旋转变压器160

5.4 位置传感器162

5.4.1 直线位置传感器162

5.4.2 角位移传感器163

5.5 速度传感器165

5.5.1 直线速度传感器165

5.5.2 转速传感器165

5.6 力／扭矩传感器168

5.6.1 力传感器168

5.6.2 扭矩传感器171

5.7 其他传感器173

5.7.1 压力传感器173

5.7.2 流量传感器174

5.7.3 温度传感器175

5.8 循序渐进实例：电液伺服系统微机控制中的检测反馈元件177

5.8.1 位移和速度反馈检测——磁致伸缩位移（速度）传感器177

5.8.2 负载角度检测反馈——光电编码器179

习题180

第6章 液压系统微机控制的常用方式181

6.1 引言181

6.2 液压控制系统中的常用阀181

6.3 液压控制阀的电－机械转换元件182

6.3.1 开关型电磁铁182

6.3.2 比例电磁铁183

6.3.3 力矩（力）电动机186

6.4 液压系统微机控制的典型方式189

6.4.1 液压系统开环和闭环控制189

6.4.2 开关电磁阀定位系统的微机控制190

6.4.3 电液比例系统的微机控制196

6.4.4 电液伺服系统的微机控制198

6.4.5 机电液一体化控制阀的微机控制系统201

6.4.6 高速开关阀系统的微机控制204

6.5 循序渐进实例：高速开关阀在车辆转向系统中的应用208

习题210

第7章 控制算法211

7.1 控制算法概述211

7.2 模拟PID控制器211

7.2.1 什么是PID控制器211

7.2.2 PID控制结构212

7.2.3 PID模拟表达式212

7.2.4 为什么要用PID控制器212

7.2.5 P、I、D控制作用212

7.3 数字PID控制器——PID算法的计算机实现215

7.3.1 积分离散化215

7.3.2 微分离散化215

7.3.3 数字PID控制算法的两种形式216

7.4 PID算法在液压控制系统中的应用218

7.5 循序渐进实例：电液伺服系统中的控制算法220

7.5.1 系统设计要求220

7.5.2 系统频率特性仿真分析223

参考文献230