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《機(jī)械電子工程原理》論述了機(jī)械電子工程的基本原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在第一篇執(zhí)行機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)器中，介紹了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用，以及電氣、液壓和氣動(dòng)等驅(qū)動(dòng)方式；在第二篇測(cè)量系統(tǒng)中，講述了系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)狀態(tài)信息的獲取、處理和干擾抑制問(wèn)題；在第三篇嵌入式控制系統(tǒng)中，講述了接口、通道和控制策略的設(shè)計(jì)，并介紹了機(jī)電系統(tǒng)監(jiān)控的基本內(nèi)容，此外，還涉及機(jī)械電子系統(tǒng)中機(jī)構(gòu)、結(jié)構(gòu)和人機(jī)界面設(shè)計(jì)的原則；在第四篇系統(tǒng)應(yīng)用中，介紹了幾種典型的機(jī)械電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例�！稒C(jī)械電子工程原理》從機(jī)械電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度，著眼于物質(zhì)、能量和信息，闡述了機(jī)電系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)與控制的相關(guān)內(nèi)容，最后還給出了若干個(gè)機(jī)電系統(tǒng)案例剖析。
《機(jī)械電子工程原理》是普通高等學(xué)校機(jī)電工程或機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)的高年級(jí)本科生或碩士研究生教材，也可供相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員閱讀。

    物質(zhì)、能量和信息是推動(dòng)人類(lèi)文明發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。生產(chǎn)力水平低下時(shí)，人類(lèi)的生存和發(fā)展較大程度上依靠物質(zhì)和能量。隨著生產(chǎn)力水平的提高，信息的作用日益突出，尤其是第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生，人類(lèi)步入信息社會(huì)后，信息技術(shù)因其在應(yīng)用中所具有的強(qiáng)滲透性和高附加值而成為信息時(shí)代的核心技術(shù)和發(fā)展的中堅(jiān)力量，影響并決定著現(xiàn)代技術(shù)的總體走向。
    機(jī)械電子工程（Mechatronics）是20世紀(jì)70年代日本提出來(lái)用于描述機(jī)械工程和電子工程一體化的一個(gè)技術(shù)術(shù)語(yǔ)，機(jī)械電子成為一門(mén)新興學(xué)科也僅僅始于20世紀(jì)80年代。近年來(lái)，由于以信息處理為核心的人工智能技術(shù)的滲透，機(jī)械電子工程在傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力傳遞和機(jī)構(gòu)連接基礎(chǔ)上，更強(qiáng)調(diào)信息的連接和驅(qū)動(dòng)作用，并逐步向智能方向發(fā)展，已經(jīng)成為機(jī)械工程的重要研究領(lǐng)域和技術(shù)革命的前沿方向。目前，機(jī)械電子工程學(xué)科已經(jīng)發(fā)展成為一門(mén)綜合機(jī)械、電子、控制、信息、計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體的工程技術(shù)學(xué)科。該學(xué)科涉及的技術(shù)是現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)最主要的基礎(chǔ)技術(shù)和核心技術(shù)之一，是衡量一個(gè)國(guó)家機(jī)械裝備發(fā)展水平的重要標(biāo)志。
    在日本提出機(jī)械電子工程這一術(shù)語(yǔ)后，日、美、英各國(guó)先后有一些專(zhuān)著出版。國(guó)際自動(dòng)控制聯(lián)合會(huì)（IFAC）、美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）先后創(chuàng)辦了名為《Meelmtronics》的期刊。近幾年，國(guó)內(nèi)也有相關(guān)教科書(shū)和期刊問(wèn)世。這些出版物的論述內(nèi)容各有側(cè)重，風(fēng)格迥異。
    本書(shū)是在參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合作者從事機(jī)械電子工程教學(xué)、研究和我國(guó)實(shí)際情況，按照理論聯(lián)系實(shí)際的原則編寫(xiě)而成的。本書(shū)分別從執(zhí)行機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)、系統(tǒng)信息的測(cè)量、嵌入式微處理器以及機(jī)械電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例等方面詳細(xì)闡述了機(jī)械電子工程的基本思想、系統(tǒng)組成和實(shí)際應(yīng)用。全書(shū)分為20章，第1章闡述了機(jī)械電子工程的基本概念、發(fā)展過(guò)程和設(shè)計(jì)思想；第2章介紹了執(zhí)行機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)器，以及在不同情況下驅(qū)動(dòng)方式的選擇；、第3章簡(jiǎn)要討論了機(jī)械系統(tǒng)中執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能與作用；第4章和第5章分別介紹了電氣驅(qū)動(dòng)裝置和液壓、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置；第6章概述了測(cè)量常用的指標(biāo)、誤差的形成和分類(lèi)、常用測(cè)量方法以及測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；第7章介紹了常用的傳感器，并討論了傳感器和轉(zhuǎn)換器的分類(lèi)以及傳感器技術(shù)的發(fā)展；第8章給出了常見(jiàn)的信號(hào)處理電路，介紹了信號(hào)處理的相關(guān)內(nèi)容；第9章探討了干擾和噪聲的形成與抑制；第10章介紹了機(jī)械電子中的微處理器系統(tǒng)；第11章從內(nèi)存、I／O接口電路、過(guò)程通道、模擬量輸入／輸出通道、教／模與模／教轉(zhuǎn)換技術(shù)等方面介紹了機(jī)械電子系統(tǒng)中的嵌入式微處理器的設(shè)計(jì)；第12章介紹機(jī)電系統(tǒng)的模型建立，第13章主要以PID控制器和模糊控制器為例，探討了機(jī)械電子系統(tǒng)中的微處理器控制；第14章介紹了機(jī)械電子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控；第15章系統(tǒng)闡述了機(jī)械電子系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)；第16～20章以機(jī)械電子工程的觀點(diǎn)，分別分析了軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、關(guān)節(jié)式機(jī)器人、移動(dòng)式機(jī)器人、機(jī)器人視覺(jué)導(dǎo)航系統(tǒng)以及飛行動(dòng)力訓(xùn)練地面模擬系統(tǒng)等幾個(gè)典型機(jī)械電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，這幾個(gè)案例基本能夠體現(xiàn)機(jī)械電子工程的精要，滿(mǎn)足教學(xué)的需要。

    針對(duì)第二種情況的實(shí)例：
    袖珍式光盤(pán)放像機(jī)：該系統(tǒng)中的激光系統(tǒng)用來(lái)從盤(pán)上讀取數(shù)字編碼信號(hào)，其控制是由一個(gè)微處理系統(tǒng)完成的，此系統(tǒng)還具有磁道選擇、掃描和預(yù)檢等功能。
    自動(dòng)駕駛小船：能夠根據(jù)風(fēng)向標(biāo)、磁羅盤(pán)或全向無(wú)線(xiàn)電信標(biāo)機(jī)的輸出信號(hào)來(lái)控制操作桿或操作盤(pán)。
    模塊化機(jī)器人：普通工業(yè)機(jī)器人的幾何結(jié)構(gòu)限制了其功能，而模塊化機(jī)器人，由于其眾多的結(jié)構(gòu)單元和執(zhí)行器是由一個(gè)中央控制器控制的，克服了普通機(jī)器人的缺點(diǎn)，用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要來(lái)選擇單元。
    綜上所述，采用機(jī)械電子學(xué)可以在保證價(jià)格不變或降低的前提下提高產(chǎn)品性能。這是由于機(jī)械電子系統(tǒng)的元件或模塊較經(jīng)濟(jì)且具有較強(qiáng)的功能所致。
    在第一類(lèi)產(chǎn)品中，由于在最初的設(shè)計(jì)中只考慮了動(dòng)力之間的聯(lián)系，而沒(méi)有考慮“信息驅(qū)動(dòng)”，因此傳感器和控制器是在后來(lái)的改造中加上去的，某些時(shí)候就有可能因?yàn)榱悴考蛟骷男阅芑蛘甙惭b空間不能滿(mǎn)足要求而使改造失敗。而對(duì)第二類(lèi)產(chǎn)品，由于在一開(kāi)始設(shè)計(jì)的時(shí)候就同時(shí)考慮了動(dòng)力和信息之間的聯(lián)系，特別是強(qiáng)調(diào)了通過(guò)“嵌入式”設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)“機(jī)電一體”，產(chǎn)品性能得到了極大的提高。在今天，一些典型的現(xiàn)代機(jī)電產(chǎn)品，如磁懸浮軸承、噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)等，離開(kāi)了電子工程的機(jī)械根本就無(wú)法工作。
    在工程設(shè)計(jì)中，機(jī)械電子方法能將系統(tǒng)的大量材料和信息集中起來(lái)，使系統(tǒng)具有更高的性能、更強(qiáng)的靈活性。因此，要做到萬(wàn)無(wú)一失，機(jī)械電子工程的設(shè)計(jì)必須包括初步設(shè)計(jì)和具體設(shè)計(jì)兩個(gè)階段。
    在制造工業(yè)中，需要使整個(gè)系統(tǒng)及其組成部分具有高度的可控性，因此要對(duì)各個(gè)單元的功能及它們?cè)谡麄€(gè)系統(tǒng)中的作用作全面了解。
    對(duì)產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，用戶(hù)關(guān)心的是產(chǎn)品性能的提高、操作程序的簡(jiǎn)化，而并不關(guān)心用什么樣的方法來(lái)達(dá)到此目的，因此許多產(chǎn)品都裝有用以提高產(chǎn)品性能的微控制器。微控制器對(duì)用戶(hù)是開(kāi)放的，用戶(hù)可以通過(guò)界面來(lái)選擇適當(dāng)?shù)目刂乒δ堋?br>    當(dāng)前，許多部門(mén)都在用機(jī)械電子方法從事產(chǎn)品和系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)過(guò)程的技術(shù)交接通常由某一個(gè)部門(mén)負(fù)責(zé)，而該部門(mén)又往往不從事系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，它的任務(wù)僅僅是將一個(gè)部門(mén)的工作轉(zhuǎn)交給另一個(gè)部門(mén)，大部分是事務(wù)性的工作。在真正的機(jī)械電子設(shè)計(jì)方法中，這種協(xié)調(diào)工作應(yīng)該由設(shè)計(jì)中心完成。這個(gè)事實(shí)已逐漸被認(rèn)識(shí)，尤其是在日本。
    因此，用機(jī)械電子方法進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的核心是將電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)與機(jī)械系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品或系統(tǒng)，也常用機(jī)械電子方法來(lái)改善其性能。
    工程設(shè)計(jì)中的機(jī)械電子方法與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的配置有關(guān)，在這種方法中，可以實(shí)現(xiàn)各種技術(shù)的集成，并對(duì)其進(jìn)行評(píng)估。為達(dá)到這個(gè)目的，通常采用一種基于信息的自頂向下的策略，就可以將系統(tǒng)分解成一些模塊。
    在此需要說(shuō)明的是，在機(jī)械電子系統(tǒng)中，其機(jī)械結(jié)構(gòu)（Stmcture）指的是機(jī)架（起支撐作用）、封裝（各種界面）、外殼（起外觀和隔離作用）及工具庫(kù)（存儲(chǔ)刀具或零件）等多方面的功能，事實(shí)上，這也就是下面所談及的裝配模塊（Assembly module）的作用。

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