第1章 概述1
1.1 機電一體化的基本概念1
1.2 機電一體化繫統的組成要素3
1.3 機電一體化繫統的共性技術6
1.4 機電一體化繫統的設計類型和設計方法9
1.5 機電一體化的現狀與發展趨勢13

第2章 機電一體化繫統總體設計16
2.1 機電一體化繫統設計依據及評價標準16
2.2 機電一體化繫統總體設計方法23
2.3 機電有機結合設計34

第3章 機電一體化機械繫統設計45
3.1 概述45
3.2 機電一體化繫統機械特性分析46
3.3 機械傳動繫統設計55
3.4 執行繫統設計74
3.5 導向與支承繫統設計89

第4章 機電一體化動力繫統設計98
4.1件的分類98
4.2 電動機的主要特性99
4.3 液壓馬達與氣動馬達的主要特性114
4.4 伺件及驅動116
4.5件建模140
4.6件的選擇與計算142
4.7 電機一體化動力繫統設計實例148

第5章 機電一體化檢測繫統設計153
5.1 概述153
5.2 機械量控制常用的傳感器及檢測技術157
5.3 機器人常用的傳感器及檢測技術168
5.4 設備健康監測常用傳感器及檢測技術176
5.5 智能傳感器及相關技術185
5.6 無線傳感器網絡技術187
5.7 檢測繫統的設計193
5.8 檢測繫統中的信息處理技術200

第6章 機電一體化控制繫統設計215
6.1 概述215
6.2 機電一體化控制繫統設計基礎223
6.3 機電一體化控制繫統數學建模與仿真227
6.4 常用及接口技術235
6.5 常用控制算法255
6.6 智能控制算法259

第7章 機電一體化典型繫統設計267
7.1 機電有機結合繫統設計267
7.2 數控機床繫統設計286
7.3 四擺臂六履帶機器人繫統設計305
7.4 礦用帶式輸送機繫統設計316

機電一體化技術是在微電子技術、信息技術等向機械領域滲透並與機械技術深度融合的基礎上，綜合運用機械技術、微電子技術、信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術、電力電子技術、接口技術及軟件編程技術等，從繫統理論出發，根據繫統功能目標，以動力、運動、結構、檢測和控制要素為基礎，對各要素及其間信息處理、接口耦合、運動傳遞、物質運動和能量變換進行研究，使整個繫統有機結合與綜合集成，在程序和微電子電路的有序控制下，形成物質和能量的有序運動，在強功能、高精度、高可靠性和低能耗等方面實現多種功能復合的佳繫統工程技術。
進入21世紀以來，隨著計算機、互聯網、傳感器和人工智能等技術的飛速發展，機電一體化技術呈現出向智能化方向發展的強烈趨勢。一方面，光學、通信技術等進入機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭角，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面，隨著研究的深入，機電一體化繫統的建模與設計分析方法得到了極大的發展，相關學科體繫日漸成熟；同時，由於泛在網絡、人工智能和機器人等技術的刺激，機電一體化技術開拓出了更為廣闊的天地，孕育著巨大的產業需求。
目前，全球範圍內正在經歷第四次工業革命，各個本科生，機械電子工程、機械制造及其自動化、機械設計及理論等機械工程學科方向碩士研究生，以及精密儀器和機械等儀器科學與技術學科方向碩士研究生學習有關機電一體化相關課程的教材，也可供機電領域相關工程技術人員參考。學習本書之前，讀者應具備機械原理、機械設計、電機拖動、電工電子、微機原理、測試技術、自動控制、智能制造工程、機器人工程等方面的知識。教師在使用本書時，應根據學生先修課程情況和學時要求，適當補充或刪減內容。
本書在編寫過程中得到了西安科技大學機械工程學院、陝西省礦山機電裝備智能監測重點實驗室、陝西省煤礦機電設備智能檢測與控制重點科技創新團隊的眾多同事和研究生的大力支持與幫助。本書還入選西安科技大學本科教材建設規劃和煤炭高等教育“十三五”規劃教材出版計劃，出版得到了華中科技大學出版社的大力支持。在此，作者謹對給予本書編寫和出版工作支持、幫助的所有朋友們，表示衷心的感謝！
限於作者的水平和經驗，加之機電一體化技術發展日新月異，書中錯誤與不足之處在所難免，敬請廣大讀者批評指正。