适读人群 ：普通高等学校机械电子工程专业、机器人专业以及自动化专业高年级本科生或研究生，运动控制技术领域的工程技术人员
理论与实践紧密结合，突出机械运动控制系统及技术的整体性和系统性

从机械运动基本概念出发，围绕现代机械运动系统中的人机交互、运动规划以及运动控制等方面展开。本书内容主要包括绪论、驱动与机械传动、机械运动传感器、电机与电动机控制、多轴协同运动控制、计算机与网络、机器人与数控机床、机械与制造系统、模型与机电系统建模等。

前言
第1章绪论1
1 .1运动1
1 .1 .1运动的分类1
1 .1 .2机械运动1
1 .2机械3
1 .2 .1机械的定义3
1 .2 .2机械的组成4
1 .3机械运动控制系统8
1 .4机械的未来发展9
思考题10
第2章驱动与机械传动11
2 .1机械中的能量流11
2 .2电力驱动12
2 .2 .1电动机12
2 .2 .2电源13
2 .3液压驱动15
2 .3 .1液压驱动的特点16
2 .3 .2液压驱动系统的组成16
2 .4气压驱动17
2 .4 .1气压驱动的特点17
2 .4 .2气压驱动系统的组成18
2 .5特种原动机19
2 .6机械传动21
2 .6 .1机械传动概述21
2 .6 .2齿轮传动22
2 .6 .3蜗杆传动23
2 .6 .4滚珠丝杠传动23
2 .6 .5轮系传动方式24
2 .6 .6带传动25
2 .6 .7链传动25
2 .6 .8摩擦轮传动26
思考题26
第3章机械运动传感器27
3 .1传感器概述27
3 .1 .1传感器的组成27
3 .1 .2传感器的分类27
3 .1 .3数学模型与性能29
3 .2力传感器32
3 .2 .1压电式单向力传感器32
3 .2 .2电阻应变片力传感器33
3 .3位移传感器34
3 .3 .1光栅位移传感器34
3 .3 .2激光传感器35
3 .4转速传感器36
3 .4 .1磁电式转速传感器37
3 .4 .2光电式转速传感器37
3 .5惯性传感器37
3 .6霍尔传感器38
思考题39
第4章电机40
4 .1电磁现象与电机模型40
4 .1 .1电磁力和电磁感应40
4 .1 .2电动机的基本模型42
4 .1 .3电动机中的磁场43
4 .2直流电动机43
4 .2 .1电动机的结构43
4 .2 .2电动机磁场与励磁45
4 .2 .3等效电路与机械特性47
4 .2 .4无刷直流电动机47
4 .3单相交流电动机49
4 .3 .1电动机的结构49
4 .3 .2磁场与机械特性50
4 .3 .3电动机的起动51
4 .4步进电动机52
4 .4 .1电动机的结构52
4 .4 .2步进电动机步距角53
4 .4 .3电动机的脉冲节拍55
4 .5三相异步电动机56
4 .5 .1电动机的结构56
4 .5 .2三相旋转磁场57
4 .5 .3等效电路与机械特性58
4 .6三相交流同步电机59
4 .6 .1电机的结构59
4 .6 .2功角60
4 .6 .3功率因数调节61
4 .7直线电动机61
4 .7 .1直线电动机的特点61
4 .7 .2电动机的结构及类型62
思考题64
第5章电动机控制65
5 .1电动机控制技术基础65
5 .1 .1电动机调速系统与技术65
5 .1 .2调速系统性能指标67
5 .1 .3负载转矩特性68
5 .2电动机驱动器69
5 .2 .1驱动器的组成69
5 .2 .2驱动器算法69
5 .2 .3脉冲宽度调制技术71
5 .2 .4驱动器功率电路74
5 .3直流调速系统75
5 .3 .1电动机人为机械特性75
5 .3 .2双闭环调速系统76
5 .4三相交流调速系统80
5 .4 .1电动机人为机械特性80
5 .4 .2电动机模型80
5 .4 .3调压调速86
5 .4 .4变频调速88
5 .4 .5矢量控制90
5 .5步进电动机控制92
5 .5 .1步进电动机驱动器92
5 .5 .2步进电动机的细分控制93
思考题94
第6章多轴协同运动控制95
6 .1运动控制器与驱动器95
6 .1 .1运动控制器的功能95
6 .1 .2驱动器的工作模式96
6 .2运动控制器硬件97
6 .2 .1运动控制器硬件组成97
6 .2 .2数字信号处理器98
6 .2 .3可编程逻辑器件99
6 .3运动控制算法100
6 .3 .1机械运动物理量101
6 .3 .2点位运动控制101
6 .3 .3轨迹运动控制104
6 .4工业机器人运动控制107
6 .4 .1示教控制与编程控制107
6 .4 .2关节空间运动规划108
6 .4 .3笛卡儿空间运动规划110
思考题111
第7章计算机与网络112
7 .1计算机概述112
7 .1 .1计算机的发展112
7 .1 .2计算机的组成部分114
7 .1 .3计算机的工作原理115
7 .2计算机操作系统117
7 .2 .1操作系统的作用117
7 .2 .2操作系统的种类118
7 .2 .3操作系统的组成119
7 .3机械运动控制软件120
7 .3 .1机械运动控制软件简介120
7 .3 .2编程语言及工具122
7 .3 .3程序的编译链接124
7 .3 .4程序的运行时结构125
7 .3 .5软件开发过程模型127
7 .4计算机网络128
7 .4 .1网络类型128
7 .4 .2网络拓扑结构129
7 .4 .3OSI参考模型131
7 .4 .4网络通信设备134
7 .5工业互联网135
7 .5 .1现场总线135
7 .5 .2工业以太网138
思考题140
第8章机器人与数控机床142
8 .1机器人142
8 .1 .1机器人的分类142
8 .1 .2机器人的组成143
8 .1 .3机器人操作系统144
8 .1 .4智能协作机器人145
8 .2数控机床147
8 .2 .1数控机床的分类147
8 .2 .2数控机床的组成148
8 .2 .3数控系统软件149
思考题151
第9章机械与制造系统152
9 .1机械的网络化152
9 .2制造系统153
9 .2 .1制造系统模型154
9 .2 .2制造系统网络155
思考题157
第10章模型与机电系统建模158
10 .1模型及其分类158
10 .1 .1离散与连续模型158
10 .1 .2实物与符号模型160
10 .2模型的评价161
10 .2 .1模型评价方法161
10 .2 .2模型相似性162
10 .3系统建模方法163
10 .3 .1系统建模流程163
10 .3 .2机电系统建模164
思考题167
参考文献168

现代机械运动控制技术在现代制造业和服务业中得到了广泛应用，它以机械技术为基础，涵盖自动控制理论、计算机科学与技术、电力电子技术、电机学、信号检测与处理等多门学科及专业，知识面广、实践性强。
现代机械运动控制技术是数控机床、机器人等现代机械和智能装备的关键技术。随着现代制造业对产品加工质量和效率要求的不断提高，机械运动控制技术发展迅速，社会对该领域技术人才的需求量很大。然而，国内图书市场上与机械运动控制相关的图书很少，且大多存在知识点不成体系、深度不够、学习使用效果不好的问题；读者学习时，需要花费大量时间来摸索、掌握现代机械运动控制技术，学习效率很低。当前，国内图书市场上亟需一本具有一定理论深度，知识点系统、全面的机械运动控制技术图书，帮助读者快速学习和掌握该门技术。
本书突出机械运动控制系统及技术的整体性和系统性，可以很好地满足读者对现代机械运动控制系统新理论、新技术的学习需求，使读者能够深入理解和掌握现代机械运动系统组成结构、工作原理及其应用。
本书编写工作得到了重庆市智能制造与机器人重点实验室的老师和研究生同学的热心帮助，在此对大家的关心和支持表示衷心感谢。本书在编写过程中参考了一些文献资料，感谢本书所列参考文献的各位作者；同时，也要感谢出版社编辑们的辛勤劳动和大力支持。
由于作者知识水平所限，书中内容若有不妥之处，欢迎使用本书的读者提出宝贵意见。