運動控制系統(tǒng) 第2版

第1章緒論1
本章教學要求與目標1
1.1運動控制系統(tǒng)的組成和類型1
1.1.1液壓傳動系統(tǒng)1
1.1.2氣壓傳動系統(tǒng)3
1.1.3電氣傳動系統(tǒng)4
1.2運動控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史5
1.3運動控制系統(tǒng)的轉矩控制規(guī)律7
本章小結8
思考題與習題8
第2章開環(huán)運動控制系統(tǒng)9
本章教學要求與目標9
2.1直流電動機拖動的運動控制系統(tǒng)的
基本問題9
2.1.1直流調(diào)速的主要方法9
2.1.2轉速控制的要求和調(diào)速性能指標9
2.1.3直流調(diào)速系統(tǒng)使用的三種可控
直流電源12
2.2開環(huán)控制的直流電動機調(diào)速系統(tǒng)13
2.2.1晶閘管整流器電動機系統(tǒng)13
2.2.2直流PWM變換器電動機系統(tǒng)19
2.2.3開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析23
2.3步進電動機運動控制系統(tǒng)25
2.3.1步進電動機簡介25
2.3.2步進電動機的控制方式26
2.3.3步進電動機控制系統(tǒng)28
本章小結32
思考題與習題32
第3章閉環(huán)控制的直流電動機調(diào)速
系統(tǒng)33
本章教學要求與目標33
3.1單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)33
3.1.1單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成33
3.1.2單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)、動態(tài)
性能分析34
3.1.3無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)40
3.1.4其他形式的單閉環(huán)直流調(diào)速
系統(tǒng)43
3.2轉速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)48
3.2.1單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)存在的問題48
3.2.2轉速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)
的組成48
3.2.3轉速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)
的性能分析49
3.2.4轉速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)
的工程設計方法53
3.2.5轉速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)
調(diào)節(jié)器工程設計實例64
3.3可逆直流調(diào)速系統(tǒng)76
3.3.1PWM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)77
3.3.2V睲可逆直流調(diào)速系統(tǒng)78
3.4弱磁控制的直流調(diào)速系統(tǒng)80
3.4.1弱磁與變壓協(xié)調(diào)控制80
3.4.2弱磁與變壓協(xié)調(diào)控制的直流調(diào)速
系統(tǒng)81
本章小結82
思考題與習題82
第4章交流異步電動機調(diào)速系統(tǒng)85
本章教學要求與目標85
4.1異步電動機的穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型和調(diào)速
方法85
4.1.1異步電動機的穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型85
4.1.2異步電動機的調(diào)速方法87
4.2異步電動機的變壓控制系統(tǒng)87
4.2.1異步電動機的變壓調(diào)速87
4.2.2變壓調(diào)速時的機械特性87
4.2.3閉環(huán)控制的變壓調(diào)速系統(tǒng)88
4.2.4變壓控制在軟起動器中的應用89
4.2.5變壓控制在電動機節(jié)電器中的
應用91
4.3異步電動機的變壓變頻（VVVF）
調(diào)速92
4.3.1變壓變頻調(diào)速的基本原理92
4.3.2變壓變頻調(diào)速時的機械特性94
4.4變壓變頻（VVVF）調(diào)速技術95
4.4.1交—直—交PWM變頻器主電路96
4.4.2正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）技術96
4.5變壓變頻（VVVF）調(diào)速系統(tǒng)的結構
和工作原理110
4.6高性能異步電動機調(diào)速系統(tǒng)113
4.6.1矢量控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)113
4.6.2直接轉矩控制的交流變頻調(diào)速
系統(tǒng)114
4.7繞線轉子異步電動機調(diào)速系統(tǒng)115
4.7.1繞線轉子異步電動機雙饋控制
的基本原理116
4.7.2繞線轉子異步電動機串級調(diào)速
系統(tǒng)117
4.7.3繞線轉子異步電動機雙饋調(diào)速
系統(tǒng)118
4.8通用變頻器120
4.8.1通用變頻器簡介120
4.8.2變頻器的選型、安裝及維護121
本章小結132
思考題與習題132
第5章同步電動機調(diào)速系統(tǒng)134
本章教學要求與目標134
5.1同步電動機的穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型與調(diào)速
方法134
5.1.1同步電動機的特點134
5.1.2同步電動機的分類134
5.1.3同步電動機的轉矩角特性和穩(wěn)
定運行135
5.1.4同步電動機的起動136
5.1.5同步電動機的調(diào)速137
5.2他控變頻同步電動機調(diào)速系統(tǒng)137
5.2.1轉速開環(huán)恒壓頻比控制的同步
電動機群調(diào)速系統(tǒng)138
5.2.2大功率同步電動機調(diào)速系統(tǒng)138
5.3三相永磁無刷直流電動機控制系統(tǒng)139
5.3.1無刷直流電動機的組成和工作
原理139
5.3.2無刷直流電動機轉矩的波動141
5.3.3無刷直流電動機控制系統(tǒng)142
5.4三相永磁同步伺服電動機控制系統(tǒng)143
5.4.1位置信號的檢測143
5.4.2電子齒輪的功能147
5.4.3交流伺服電動機驅(qū)動器實例147
本章小結150
思考題與習題151
第6章位置隨動系統(tǒng)152
本章教學要求與目標152
6.1位置隨動系統(tǒng)概述152
6.1.1位置隨動系統(tǒng)的組成152
6.1.2位置隨動系統(tǒng)的特點153
6.1.3位置隨動系統(tǒng)的基本性能指標154
6.2閉環(huán)位置隨動系統(tǒng)及其控制原理155
6.2.1閉環(huán)伺服系統(tǒng)的執(zhí)行電動機155
6.2.2數(shù)字脈沖比較式伺服系統(tǒng)156
6.2.3數(shù)控加工過程157
6.2.4數(shù)控機床的軌跡控制原理及其
實現(xiàn)158
6.3位置隨動系統(tǒng)的數(shù)學模型與校正
設計163
6.3.1位置隨動系統(tǒng)的數(shù)學模型164
6.3.2位置調(diào)節(jié)器設計165
本章小結167
思考題與習題167
第7章數(shù)字式運動控制系統(tǒng)168
本章教學要求與目標168
7.1數(shù)字控制系統(tǒng)的主要特點168
7.2數(shù)字式運動控制系統(tǒng)的基本組成169
7.3數(shù)字控制的關鍵部件170
7.3.1數(shù)字測速指標170
7.3.2數(shù)字測速方法170
7.3.3數(shù)字濾波170
7.3.4數(shù)字PID調(diào)節(jié)器172
7.4基于DSP的運動控制器174
7.4.1DSP運動控制器的硬件構成174
7.4.2DSP運動控制器的軟件構成176
7.5現(xiàn)場總線及Profibus現(xiàn)場總線179
7.5.1現(xiàn)場總線的概念及特點179
7.5.2典型現(xiàn)場總線介紹180
7.5.3Profibus現(xiàn)場總線概述181
7.5.4Profibus睤P協(xié)議184
7.5.5Profibus睤P的數(shù)據(jù)通信186
7.5.6Profibus睤P的交叉通信方式187
7.5.7Profibus睤P的技術優(yōu)勢187
7.6自抗擾控制技術在運動控制中的
應用188
7.7數(shù)字式運動控制系統(tǒng)的設計內(nèi)容和
流程191
本章小結192
思考題與習題193
第8章運動控制系統(tǒng)應用實例194
本章教學要求與目標194
8.1步進電動機在勾心剛度測試儀中的
應用194
8.2西門子6RA70型直流調(diào)速器在熱連
軋機中的應用202
8.2.16RA70型直流調(diào)速器簡介202
8.2.26RA70型直流調(diào)速器在熱連軋機
中的應用205
8.3變頻器在恒壓供水系統(tǒng)中的應用208
8.4機械手關節(jié)伺服控制系統(tǒng)213
8.5運動控制器在紙箱切割打樣機中的
應用218
8.6電氣傳動技術在汽車上的應用230
8.6.1純電動汽車230
8.6.2混合動力汽車233
8.6.3燃料電池電動汽車238
參考文獻240