●第1章緒論
1.1機械電子工程的發展與概念
1.1.1機械電子工程的發展
1.1.2機械電子工程的定義
1.2繫統關鍵技術
1.2.1信息繫統
1.2.2機械繫統
1.2.3電子繫統
1.2.4傳感器與致動器
1.2.5實時接口
1.3機電繫統設計方法
1.3.1機電繫統設計流程
1.3.2機電繫統集成方式
1.4本書重點與內容組織
習題與思考題
第2章機電動力學理論基礎
2.1力學理論基礎
2.1.1動力學普遍定理
2.1.2歐拉動力學方程
2.1.3達朗貝爾原理
2.1.4拉格朗日方程
2.2電路分析理論基礎
2.2.1基爾霍夫電流定律
2.2.2基爾霍夫電壓定律
2.3電磁場理論基礎
2.3.1安培環路定理
2.3.2安培力定律
2.3.3電磁感應定律
2.4機電能量轉換基礎
2.4.1機電能量轉換的能量關繫
2.4.2單邊激勵機電裝置的能量轉換
2.4.3雙邊激勵機電裝置的能量轉換
2.4.4機電能量轉換的條件
2.4.5產生恆定電磁轉矩的條件
2.4.6旋轉電動機的電磁轉矩習題與思考題第3章機械動力學
3.1杆件
3.2彈簧
3.3阻尼
3.3.1帶有干摩擦和黏滯摩擦的阻尼
3.3.2彈簧阻尼繫統
3.4軸承
3.4.1滑動軸承
3.4.2滾動軸承
3.5典型機械繫統
3.5.1單質量彈簧阻尼振蕩繫統
3.5.2考慮齒輪和彈簧的兩質量振蕩繫統
3.5.3帶傳動繫統動力學
3.5.4帶有摩擦的機械繫統
3.5.5帶有空回的機械繫統
習題與思考題
第4章機電繫統傳感器特性
4.1典型位件的特性與模型
4.1.1光電編碼器
4.1.2旋轉變壓器
4.1.3電位計
4.2典型速件的特性與模型
4.2.1直流測速發電機
4.2.2編碼器式測速傳感器
4.3典型慣件的特性與模型
4.3.1加速度計
4.3.2陀螺儀
4.4典型力及力件的特性與模型
4.4.1測力傳感器
4.4.2轉矩測量
習題與思考題
第5章致動器動力學特性
5.1步進電動機
5.1.1基本轉矩計算
5.1.2電動機動態數學模型
5.2直流電動機
5.3交流電動機
5.3.1三相異步電動機的多變量非線性數學模型
5.3.2三相異步電動機在兩相靜止坐標繫上的數學模型
習題與思考題
第6章機電繫統非線性動力學特征
6.1傳動鏈典型非線性因素
6.2飽和特性及其動力學模型
6.3死區特性及其動力學模型
6.4間隙特性及其動力學模型
6.4.1間隙特性建模
6.4.2齒隙的物理模型及非線性特性
6.4.3齒隙非線性建模及數學表達式
6.4.4齒隙特性的描述函數分析
6.4.5間隙對控制繫統性能的影響
6.5摩擦特性及其動力學模型
6.5.1摩擦的特征
6.5.2摩擦模型的發展
6.5.3靜摩擦對繫統的影響
6.6結構彈性變形及阻尼的影響
6.6.1問題的引出
6.6.2降低機械諧振影響的措施
6.7消除非線性因素的常用方法
6.7.1利用局部反饋削弱非線性因素
6.7.2振蕩線性化
習題與思考題
第7章動態繫統實驗建模
7.1模型辨識的基本思想
7.1.1模型辨識的發展和現狀
7.1.2經典模型辨識的基本思想
7.2實域非參數模型的辨識
7.2.1階躍響應法
7.2.2脈衝響應法
7.2.3相關函數法
7.3頻域非參數模型的辨識
7.3.1頻率響應法
7.3.2傳遞函數擬合
習題與思考題
第8章機電控制技術
8.1控制繫統性能指標
8.1.1時域性能指標
8.1.2頻域性能指標
8.2一般機電控制繫統框架
8.3數字PID控制器設計
8.3.1基本形式與算法
8.3.2PID改進算法
8.4連續控制器的離散化方法
8.4.1脈衝響應不變法（z變換法）
8.4.2階躍響應不變法
8.4.3前向差分法
8.4.4後向差分法
8.4.5雙線性變換法
8.4.6預修正雙線性變換法
8.4.7零極點匹配法
8.4.8各種離散化方法比較
習題與思考題
第9章案例分析
9.1穩定平臺的建模分析
9.1.1三軸穩定平臺的幾個概念
9.1.2坐標繫定義
9.1.3坐標變換
9.1.4運動學關繫
9.1.5動力學模型
9.1.6動力學模型的簡化
9.1.7機電模型
9.1.8三軸模型仿真實例
9.2穩定平臺控制繫統的設計指標
9.2.1設計指標
9.2.2隔離度定義與特性
9.2.3穩定平臺輸出與制導繫統的關繫
9.3三軸穩定平臺的經典PID控制
9.3.1控制機理與控制繫統基本結構
9.3.2各軸負載及電動機伺服控制回路模型
9.3.3三軸平臺的經典PID控制
參考文獻

本書是在"機電一體化"類課程基礎上介紹了面向控制設計需求的機電繫統動力學相關的理論和方法，旨在提升學習者運用控制繫統進行性能設計的能力。主要內容包括：機電繫統總體設計方法、機電繫統動力學建模方法、傳動與執行器動力學模型、典型機電非線性因素、負載與電機特性分析與匹配、檢測與驅動器的動力學模型、繫統動力學特性辨識方法、計算機數字控制等。最後通過一個案例綜合應用了相關方法和技術，從控制繫統設計應用的角度進行總結。本書可作為高等院校近機電類專業研究生教材，也可供機電控制類裝備高級研發人員參考。