本书是根据《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》并参考普通高等学校本科工程教育认证标准，按照减少学时、强调基本方法、注重提高学生处理复杂工程问题能力的原则进行编写。全书共分9章，内容包括：绪论、机电传动系统的动力学基础、直流电机的工作原理及特性、交流电动机的工作原理及特性、控制电动机、继电接触器控制、可编程控制器、电力电子器件、机电传动的闭环控制系统。各章均有习题，书末附有部分习题的参考答案，便于读者自学。
本书有配套的电子教案，可在化学工业出版社的官方网站上免费下载。
本书可作为高等院校机械设计制造及其自动化、电子工程、车辆工程专业及高职、电大、函大、网大机械类与相近专业学生教材，亦可供从事机电一体化工作的工程技术人员参考。
生产机械的先进性和电气自动化程度反映了一个国家的工业发展水平，现代化机械设备和生产系统是机电一体化的综合系统，电气传动与控制已成为现代化机械的重要组成部分。机电传动与控制课程是机械设计制造及其自动化专业、机械电子工程专业的核心课程，主要研究和解决与生产机械电气传动控制有关的问题。驱动电动机、电力拖动、继电器接触器控制、可编程序控制器、电力电子技术知识都集中在这一门课程中。机电传动控制课程的任务是使学生了解机电传动控制的一般知识，学会电机、电器、电子器件及可编程序控制器的工作原理及使用方法，掌握常用的开环、闭环控制系统的工作过程、特点、性能及应用场所，了解最新控制技术在机械设备中的应用。
本书是根据《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》并参考普通高等学校本科工程教育认证标准，按照减少学时、强调基本方法、注重提高学生处理复杂工程问题能力的原则进行编写。
本书主要特点如下：
① 从最基本的物理学原理和力学分析方法出发，推导机电传动系统动力学方程，有利于培养学生严密的逻辑思维习惯和敢于挑战、勇于创新的思想理念，提高学生解决复杂工程问题的能力。
② 充实机电传动控制系统重要的先进技术和代表机电传动控制的发展水平与发展方向的内容，具体体现在增加机电传动控制系统的双闭环、三闭环控制知识，为后续机器人课程、数控技术课程，特别是其中的多坐标联动轨迹控制打下基础；顺应新工科教学改革的大方向和工程教育专业认证精简理论学时的特殊要求，精简步进电机及其控制系统的内容，注重基本原理。
③ 优化继电器接触器控制系统与可编程控制器的内容，强调基本的设计方法，归纳总结这两种系统的本质区别与设计过程遵循的共同规律。
④ 本书的内容已制作成用于多媒体教学的PPT课件，并将免费提供给采用本书作为教材的院校使用。如有需要，请发电子邮件至cipedu@163.com获取，或登录www. cipedu. com.cn免费下载。
机电传动与控制课程的前修课是高等数学、大学物理等。
本书可作为高等院校机械设计制造及其自动化、机械电子工程、车辆工程专业及高职、电大、函大、网大学生和其他机械类与相近专业教材，亦可供从事机电一体化工作的工程技术人员参考。为方便学习，书末附有各章节部分习题的求解参考。
郑州工业应用技术学院李伟、李瑞芳和郑州科技学院赵纪国是本书的主编，负责全书的统编和定稿。郑州科技学院赵纪国负责第1章～第3章和附录的编写；郑州工业应用技术学院王国虎主要负责第4章、第5章的编写；郑州工业应用技术学院田彦彦主要负责第6章、第7章的编写；郑州工业应用技术学院张翠杰主要负责第8章、第9章的编写；郑州工业应用技术学院许洋洋、王婷对本书提出了许多宝贵意见，促进了本书的修改。
限于编者水平，书中难免有不足之处，恳请批评指正。
编者
2019年6月
李伟，郑州工业应用技术学院，原郑州轻工业学院机电学院副院长 三级教授，1978.2-1981.1，1985-1988在哈尔滨工业大学获学士学位，硕士学位。科研方面：主持省攻关项目、获得科技鉴定成果3项，参加国家863计划项目1项。获河南省科技进步二等奖奖、轻工部科技进步三等奖各1项。发表科研论文40余篇。 2002-2017年任郑州轻工业学院机电系副主任（机电学院教学副院长），主管教学工作；2003年评为教授、硕士生导师。2010年所负责的数控技术被评为河南省精品课程。2015年制作的微课《数控加工入门》获第二届全国高校微课教学比赛河南省一等奖，全国决赛优 秀奖。
2017年-现在，在郑州工业应用技术学院机电学院任教，职务机械教研室主任，职称教授。
第1章绪论/1
1.1机电传动控制系统的组成1
1.2机电传动控制的发展概况2
1.3课程的性质和任务3
习题4
第2章机电传动系统的动力学基础/5
2.1单轴机电传动系统的动力学方程5
2.2多轴机电传动系统的分析方法8
2.2.1研究对象的确定8
2.2.2受力分析8
2.2.3机电传动系统的动静法10
2.3机电传动系统的负载特性11
2.4机电传动控制系统的过渡过程13
2.5机电传动控制系统稳定运行的条件16
习题18
第3章直流电机的工作原理及特性/20
3.1直流电机的基本结构和工作原理20
3.1.1直流电机的基本工作原理20
3.1.2直流电机的基本结构22
3.2直流电机的基本方程25
3.2.1直流电机的励磁方式25
3.2.2直流发电机的基本方程26
3.2.3直流电动机的基本方程27
3.3直流电动机的机械特性28
3.3.1直流电动机的固有机械特性28
3.3.2直流电动机的人为机械特性29
3.4他励直流电动机的启动特性31
3.5他励直流电动机的调速特性32
3.5.1改变电枢电路外串电阻33
3.5.2改变电动机供电电压33
3.5.3改变电动机主磁通34
3.6他励直流电动机的制动特性34
3.6.1回馈制动35
3.6.2反接制动36
3.6.3能耗制动37
习题39
第4章交流电动机的工作原理及特性/40
4.1三相异步电动机的结构和工作原理40
4.1.1三相异步电动机的基本结构40
4.1.2三相异步电动机的旋转磁场42
4.1.3三相异步电动机的工作原理44
4.2三相异步电动机的额定参数45
4.3三相异步电动机的转矩与机械特性48
4.3.1三相异步电动机的定子电路和转子电路48
4.3.2三相异步电动机的转矩51
4.3.3三相异步电动机的机械特性52
4.4三相异步电动机的启动特性55
4.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法56
4.4.2线绕式异步电动机的启动方法59
4.5三相异步电动机的调速方法与特性60
4.5.1调压调速60
4.5.2转子电路串电阻调速61
4.5.3改变极对数调速61
4.5.4变频调速62
习题62
第5章控制电动机/63
5.1步进电动机63
5.1.1步进电动机的分类与工作原理63
5.1.2步进电动机的特点67
5.2直流伺服电动机68
5.3交流伺服电动机69
5.3.1交流伺服电动机的基本结构69
5.3.2无刷直流电动机70
5.3.3正弦波永磁同步电动机72
5.4直线电动机73
5.4.1直线异步电动机的结构74
5.4.2直线异步电动机的工作原理74
5.4.3直线电动机的特点及应用75
习题76
第6章继电接触器控制/77
6.1常用低压电器77
6.1.1接触器80
6.1.2继电器83
6.1.3保护电器87
6.1.4主令电器88
6.2电气原理图91
6.2.1电气原理图中的图形符号和文字符号92
6.2.2电气原理图的绘制原则94
6.3基本控制线路95
6.3.1异步电动机的启动控制电路95
6.3.2异步电动机的正反转控制电路98
6.3.3异步电动机的制动控制电路100
6.3.4其他控制电路102
6.4继电接触器控制系统设计104
6.4.1继电接触器控制系统设计的基本原则104
6.4.2电气控制线路设计方法举例105
习题106
第7章可编程控制器/109
7.1可编程控制器基础109
7.1.1PLC的产生和发展109
7.1.2PLC的基本组成111
7.1.3PLC的分类113
7.1.4PLC的编程语言114
7.1.5PLC的工作过程115
7.2PLC的编程等效元件115
7.3基本逻辑指令119
7.4梯形图设计126
7.4.1梯形图程序设计规则与方法126
7.4.2继电接触器控制电路与梯形图程序设计比较129
7.4.3PLC应用举例130
7.5状态转移图与步进指令136
7.6功能指令146
7.6.1功能指令的表达形式146
7.6.2数据长度146
7.6.3指令执行方式147
7.6.4功能指令简介147
习题154
第8章电力电子器件/156
8.1电力半导体器件156
8.1.1晶闸管156
8.1.2晶体管163
8.1.3电力半导体器件的发展现况164
8.2可控整流电路166
8.2.1单相半波可控整流电路166
8.2.2单相桥式可控整流电路169
8.2.3三相可控整流电路174
8.3斩波电路与PWM技术 180
8.3.1斩波电路的分类180
8.3.2PWM技术186
8.4电力半导体器件的驱动188
8.4.1晶闸管的触发电路189
8.4.2典型全控型器件的驱动电路189
习题192
第9章机电传动的闭环控制系统/195
9.1直流电动机调速系统的分类与技术性能195
9.2单闭环直流调速系统196
9.2.1有静差调速系统196
9.2.2无静差调速系统205
9.3双闭环直流调速系统208
9.3.1转速、电流双闭环调速系统的组成208
9.3.2转速、电流双闭环调速系统的静态与动态分析209
9.4直流脉宽调制调速系统（PWM系统）211
9.4.1晶体管脉宽调速系统的基本工作原理211
9.4.2晶体管脉宽调速系统的主要特点212
9.4.3晶体管脉宽调速系统的组成212
9.4.4晶体管脉宽调速系统的分析218
9.5计算机闭环控制系统219
9.5.1用微机取代ASR、ACR两个电子调节器的系统220
9.5.2保留ASR、ACR两个电子调节器的微机控制系统220
9.5.3微机控制的双闭环可逆直流调速系统222
9.5.4微机控制的多闭环系统223
9.5.5数字伺服系统223
习题225
习题参考答案/227
附录1电气图用文字符号和图形符号/252
附录2常用电器元件主要技术数据/258
参考文献/262
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