伺服技术

目录
第1篇 电气伺服系统
第1章 伺服系统概述
1.1 伺服系统的概念及分类
1.1.1 伺服系统的概念
1.1.2 伺服系统的分类
1.2 伺服系统的组成及特点
1.2.1 伺服系统的组成
1.2.2 伺服系统的主要特点
1.3 伺服系统的基本要求
第2章 位置和速度传感器
2.1 概述
2.1.1 传感器的作用和定义
2.1.2 传感器的组成
2.1.3 传感器的分类
2.2 旋转变压器
2.2.1 旋转变压器的基本类型
2.2.2 旋转变压器的基本工作原理
2.2.3 旋转变压器的基本参数和性能指标
2.3 感应同步器
2.3.1 感应同步器的基本类型和特点
2.3.2 感应同步器的工作原理
2.3.3 感应同步器的工作方式
2.3.4 感应同步器鉴相系统
2.3.5 感应同步器鉴幅系统
2.3.6 感应同步器的电气参数和技术参数
2.4 光电编码器
2.4.1 增量式光电编码器
2.4.2 绝对式光电编码器
2.4.3 多转绝对式光电编码器
2.4.4 混合式光电编码器
2.4.5 数字测速方法
2.5 光栅
2.5.1 光栅的分类
2.5.2 直线式透射光栅
2.5.3 莫尔条纹式光栅
2.5.4 光栅检测装置
2.6 速度传感器
2.6.1 测速发电机的工作原理、类型和特点
2.6.2 桥式速度传感器和测速电路
2.6.3 数字式速度传感器
2.6.4 速度传感器的功能、特性
第3章 步进伺服系统
3.1 步进电动机的工作原理
3.1.1 步进电动机的基本结构及工作原理
3.1.2 步进电动机的分类及型号命名
3.1.3 步进电动机的主要特性
3.1.4 步进电动机的主要技术参数
3.2 步进电动机驱动与控制系统
3.2.1 步进电动机驱动电路的组成
3.2.2 步进电动机典型驱动方式
3.2.3 步进电动机驱动/控制集成电路
3.3 步进电动机计算机控制系统
3.3.1 步进电动机的开环控制
3.3.2 专用大规模集成电路与计算机组合控制系统
第4章 无刷直流电动机控制系统
4.1 无刷直流电动机原理
4.1.1 无刷直流电动机的基本结构及工作原理
4.1.2 无刷直流电动机的基本方程式
4.1.3 无刷直流电动机的运行特性
4.2 无刷直流电动机驱动控制
4.2.1 开环型无刷直流电动机驱动器
4.2.2 速度闭环型无刷直流电动机驱动器
4.2.3 速度电流双闭环型无刷直流电动机控制系统
4.2.4 单片机控制的无刷直流电动机控制系统
4.2.5 无位置传感器控制系统
4.3 无刷直流电动机驱动控制专用芯片
第5章 交流伺服系统
5.1 交流伺服电动机
5.1.1 分类及产品名称代号
5.1.2 结构与特点
5.1.3 基本工作原理
5.1.4 控制方式
5.1.5 性能特点与运行特点
5.1.6 绕组参数和工艺缺陷对性能的影响
5.1.7 交流伺服电动机的应用及选择
5.1.8 交流伺服电动机的主要技术参数
5.2 数控机床中的主轴驱动系统
5.2.1 数控机床对主轴驱动和主轴电动机的要求
5.2.2 直流主轴驱动系统
5.2.3 交流主轴驱动系统
5.2.4 主轴定向控制
第6章 直流伺服系统
6.1 直流伺服电动机
6.1.1 分类及产品名称代号
6.1.2 结构与特点
6.1.3 工作原理
6.1.4 主要特性
6.1.5 交直流伺服电动机的比较
6.1.6 应用与选择
6.1.7 部分直流伺服电动机的主要技术数据
6.2 直流伺服电动机控制技术
6.2.1 直流伺服电动机的数学模型
6.2.2 直流伺服电动机开环驱动的稳态和动态特性
6.2.3 直流伺服电动机速度闭环控制的动态特性
6.2.4 直流伺服电动机速度控制
6.3 PWM直流伺服控制系统
6.3.1 PWM直流伺服驱动装置的工作原理和特点
6.3.2 PWM直流伺服驱动系统典型实例
6.4 单片机控制直流伺服电动机
6.4.1 单片机与PWM功放器的接口
6.4.2 直流伺服系统中的反馈电路及接口
6.4.3 单片机控制直流伺服电动机实例
第7章 三相交流永磁同步电动机伺服系统
7.1 交流永磁同步伺服系统原理
7.1.1 永磁同步伺服电动机结构
7.1.2 永磁同步伺服电动机工作原理
7.1.3 永磁同步伺服电动机的启动
7.1.4 交流永磁同步伺服系统的组成
7.1.5 交流永磁同步伺服电动机的主要参数
7.1.6 交流永磁同步伺服系统工作原理
7.2 交流永磁同步伺服系统的控制实现
7.2.1 转子磁极位置的检测
7.2.2 正弦波产生电路
7.2.3 DC→SIN变换电路
7.2.4 位置和速度检测
7.2.5 电流检测
第8章 伺服系统控制性能
8.1 伺服控制系统数学模型
8.1.1 控制系统的几种典型环节
8.1.2 伺服系统的数学模型
8.2 伺服控制系统性能分析
8.2.1 伺服系统动态性能指标
8.2.2 系统的稳定性
8.2.3 系统的稳态性能
8.2.4 系统动态过程分析
8.3 伺服控制系统性能的改善
8.3.1 伺服系统的基本控制规律——PID控制
8.3.2 控制系统设计与校正
8.3.3 相位超前校正
8.3.4 相位滞后校正
8.3.5 串联滞后—超前校正
8.3.6 反馈校正
第9章 基于DSP芯片核心的伺服系统
9.1 TMS320系列DSP概述
9.2 DSP的主要技术指标、基本结构及主要特征
9.2.1 主要技术指标
9.2.2 基本结构
9.2.3 地址总线和数据总线
9.3 TMS320F2812 DSP芯片功能与资源
9.3.1 TMS320F2812特征参数
9.3.2 TMS320F2812引脚功能
9.3.3 TMS320F281x外设
9.3.4 外部中断接口
9.3.5 定时器结构和工作原理
9.3.6 数字I/O模块
9.4 事件管理器EV模块
9.4.1 事件管理器概述与结构框图
9.4.2 通用定时器
9.4.3 比较单元
9.4.4 捕获单元与正交编码脉冲电路
9.4.5 事件管理器模块的中断
9.5 ADC模块结构和功能
9.5.1 自动转换排序器
9.5.2 选择序列
9.5.3 最大转换通道
9.5.4 A/D转换程序
9.6 基于DSP的程序结构与集成开发环境CCS
9.6.1 几个基本文件和—个库函数
9.6.2 MEMORY和SECTIONS伪指令
9.6.3 DSP集成开发环境CCS简介
9.6.4 CCS的主要功能
9.7 基于TMS320F2812的交流电动机调速系统
9.7.1 基于TMS320F2812的交流电动机调速系统组成
9.7.2 交流电动机调速系统的硬件组崴
9.7.3 电源电路设计
9.7.4 PWM功能电路设计
9.7.5 光电编码器接口电路设计
9.7.6 继电器输出电路设计
9.7.7 软件设计
第10章 数控机床伺服系统
10.1 数控机床的控制方式
10.1.1 对数控机床伺服系统的技术要求
10.1.2 数控系统的控制方式
10.2 开环控制系统设计
10.2.1 开环控制系统的结构和工作原理
10.2.2 开环控制系统的硬件设计
10.2.3 提高开环控制系统精度的措施
10.3 闭环控制系统设计
10.3.1 脉冲比较伺服系统的结构和工作原理
10.3.2 相位比较伺服系统的结构和工作原理
10.3.3 幅值比较伺服系统的结构和工作原理
10.3.4 闭环控制系统的硬件设计
10.4 位置检测元件的选择
10.4.1 对检测元件的技术要求
10.4.2 位置检测元件的选择
10.5 放大元件的选择
10.6 伺服电动机的选择
10.6.1 典型负载的分析与计算
10.6.2 转动惯量计算
10.6.3 等效转动惯量的测定
10.6.4 负载的综合特性
10.6.5 伺服电动机的选择
10.6.6 齿轮传动总传动比和传动级数的选择及传动比分配原则
10.6.7 PWM驱动系统动力学计算
10.6.8 选择电动机的步骤
10.6.9 伺服系统设计选择电动机示例
10.7 伺服系统的机械传动系统设计
10.7.1 滚珠丝杠传动
10.7.2 伺服刚度
10.7.3 伺服刚度和机械刚度的失动量
10.7.4 移动部件的导轨面
10.7.5 控制装置与机械系统的匹配
10.7.6 硬伺服和软伺服
10.7.7 伺服系统的重复定位误差
10.8 消除齿轮传动系统机械间隙的措施
10.9 提高丝杠及其支承的刚度
10.10 弹性环连接
10.10.1 弹性环连接的工作原理
10.10.2 弹性环连接的特点
10.10.3 弹性环连接的结构形式
10.10.4 弹性环的技术要求
10.10.5 弹性环连接的受力分析
第2篇 液压伺服系统
第11章 概述
11.1 液压伺服系统的工作原理
11.2 液压伺服系统的组成
11.3 液压伺服系统的类型
11.4 液压伺服系统的特点
第12章 液压泵与液压马达
12.1 液压泵与液压马达的工作原理
12.2 液压泵与液压马达的分类
12.3 液压泵与液压马达的性能参数
12.4 变量泵与变量马达的变量方式
12.5 液压泵与液压马达的性能比较和选用原则
12.6 液压泵与液压马达的参数计算
第13章 液压缸
13.1 液压缸的分类和工作原理
13.2 组合液压缸
13.3 液压缸的结构
13.4 液油缸的设计计算
第14章 液压控制元件
14.1 力矩马达和力马达
14.2 液压控制阀
14.3 伺服阀
第15章 液压驱动机构
15.1 阀控缸驱动机构
15.1.1 阀控缸驱动机构的静态特性
15.1.2 阀控缸驱动机构的传递函数
15.1.3 电液伺服阀控缸驱动机构
15.1.4 阀控缸驱动机构的主要性能参数
15.2 阀控马达驱动机构
15.2.1 阀控马达驱动机构的静态特性
15.2.2 阀控马达驱动机构的主要性能参数
15.2.3 同时带有惯性负载和弹性负载的情况
15.2.4 电液伺服阀控马达驱动机构
15.3 泵控马达驱动机构
15.3.1 泵控马达驱动机构的工作原理
15.3.2 泵控马达驱动机构的静态特性
15.3.3 泵控马达驱动机构的动态特性
第16章 液压伺服系统
16.1 位置伺服系统
16.1.1 位置伺服系统的组成与工作原理
16.1.2 位置伺服系统的动态分析
16.1.3 位置伺服系统的校正
16.2 位置伺服系统的应用
16.2.1 矿热电炉电极升降伺服系统
16.2.2 机械手伸缩运动伺服系统
16.3 钢带液压张力伺服系统
16.4 速度伺服系统
16.5 速度伺服系统的应用
16.5.1 抛光机的伺服系统
16.5.2 车床液压仿形刀架
16.6 力和压力伺服系统
第17章 液压伺服系统设计
17.1 设计要求和设计程序
17.2 选择执行元件
17.3 负载特性和选择伺服阀或变量泵
17.4 选择传感器
17.5 确定伺服放大器和整个开环的增益
17.6 校验系统所达到的精度
17.7 液压伺服系统设计实例
17.7.1 位置伺服系统设计
17.7.2 速度伺服系统设计
17.7.3 力伺服系统设计
参考文献