序
前言
第一章概述1
第一节伺服系统的作用及组成2
第二节伺服系统的基本要求和特点2
一、对伺服系统的基本要求2
二、伺服系统的主要特点3
第三节伺服系统的分类4
一、按调节理论分类4
二、按使用的驱动元件分类5
三、按进给驱动和主轴驱动分类6
四、按反馈比较控制方式分类6
习题和思考题9第二章伺服控制基础知识10
第一节电力电子器件及应用10
一、不可控器件——电力二极管10
二、半控型器件——晶闸管11
三、全控型器件15
四、其他新型电力电子器件27
五、电力电子器件的驱动28
六、电力电子器件的保护32
七、电力电子器件的串联和并联使用36
第二节电气检测传感器37
一、电流检测传感器37
二、速度检测传感器38
三、位移检测传感器44
习题和思考题54第三章步进电动机的控制55
第一节步进电动机的工作原理及驱动
方法55
一、步进电动机的种类56
二、步进电动机的工作原理56
三、步进电动机的驱动方法63
四、步进电动机驱动电源的设计63
五、步进电动机与微机的接口技术70
第二节步进电动机的开、闭环控制71
一、步进电动机的开环控制71
二、步进电动机的闭环控制74
第三节步进电动机的最佳点位控制74
第四节步进电动机控制的程序设计77
一、步进电动机控制信号的产生77
二、步进电动机的运行控制及程序设计78
习题和思考题84第四章直流电动机调速系统85
第一节直流电动机概述85
一、直流电动机的基本结构85
二、永磁直流伺服电动机及工作原理85
第二节直流电动机的单闭环调速系统88
一、 调速的定义88
二、直流电动机的调速方法88
三、调速指标88
四、单闭环直流调速系统90
第三节双闭环直流电动机调速系统97
一、转速、电流双闭环调速系统的组成98
二、转速、电流双闭环调速系统的
工作原理98
第四节直流PWM调速控制系统102
一、 概述102
二、PWM调速系统的控制电路111
第五节转速、电流双闭环调速系统的
工程设计法121
一、工程设计方法的基本思路121
二、典型系统及其参数与性能
指标的关系121
三、电流调节器设计130
四、转速环设计134
五、ASR饱和限幅时的超调量和计算136
第六节伺服控制系统的计算机
辅助设计137
一、伺服控制系统计算机辅助设计的
基本原理138
二、MATLAB/Simulink在伺服
控制系统CAD中的应用139
三、MATLAB的一些工具箱函数简介140
四、运用MATLAB的Simulink仿真144
习题和思考题149目录第五章无刷直流电动机控制系统152
第一节无刷直流电动机的组成结构和
工作原理152
一、无刷直流电动机的结构特点152
二、无刷直流电动机的转子
位置传感器153
三、无刷直流电动机的换向原理155
第二节无刷直流电动机的基本公式和
数学模型159
一、电枢绕组的反电动势159
二、电磁转矩160
第三节无刷直流电动机的转矩波动161
第四节无刷直流电动机的驱动控制162
一、开环型无刷直流电动机驱动器163
二、速度闭环的无刷直流电动机
驱动器165
三、速度电流双闭环的无刷直流
电动机驱动器167
第五节无位置传感器的无刷直流
电动机的驱动控制170
一、无刷直流电动机转子位置估计
方法170
二、无位置传感器无刷直流电动机控制
系统的构成171
第六节无刷直流电动机驱动控制的
专用芯片介绍172
习题和思考题173第六章异步电动机调速系统及主轴
驱动174
第一节异步电动机变频调速系统174
一、变频调速基本原理174
二、正弦波脉宽调制（SPWM）
逆变器176
三、U/f变频调速系统181
第二节数控机床对主轴驱动和主轴
电动机的要求187
一、数控机床对主轴驱动的要求187
二、数控机床对主轴电动机的要求188
第三节直流主轴控制单元190
第四节交流主轴控制单元191
一、矢量控制变频调速系统191
二、矢量变换控制系统原理及控制
方案194
第五节主轴定向控制196
一、主轴定向控制的意义196
二、主轴定向控制的实现197
习题和思考题197第七章三相永磁同步伺服电动机的
控制199
第一节三相永磁同步伺服电动机及其
数学模型199
第二节三相永磁同步伺服电动机的
控制策略200
第三节速度反馈信号的检测和处理205
第四节伺服电动机转子初始位置
的检测207
第五节交流伺服系统的电子齿轮功能208
习题和思考题212第八章进给伺服系统213
第一节进给伺服系统概述213
一、开环、闭环和半闭环214
二、点位控制和连续切削控制的
伺服系统215
第二节进给伺服系统分析216
一、进给伺服系统的数学模型216
二、进给伺服系统动、静态性能分析217
三、前馈控制220
四、位置指令信号分析221
五、指令值的修正222
第三节脉冲比较的进给位置伺服系统222
一、脉冲比较式进给位置伺服系统223
二、脉冲比较进给系统组成原理224
三、脉冲比较电路225
第四节相位比较的进给伺服系统227
一、相位伺服进给系统组成原理227
二、脉冲调相器228
三、鉴相器229
第五节幅值比较的进给伺服系统230
一、幅值伺服系统组成原理230
二、鉴幅器231
三、电压频率变换器232
四、脉冲调宽式正、余弦信号发生器233
第六节数据采样式进给伺服系统236
一、数据采样式进给位置伺服系统236
二、反馈补偿式步进电动机进给
伺服系统238
第七节交、直流伺服电动机的微机
位置闭环控制239
一、直流伺服电动机的微机位置
闭环控制239
二、交流伺服电动机的微机位置
闭环控制241
习题和思考题242第九章基于DSP的伺服控制系统243
第一节控制系统硬件结构243
一、TMS320F28069芯片及软件开发243
二、TMS320F28069芯片简介243
三、TMS320F28069的最小系统设计244
第二节CCSv6开发平台及软件
开发流程245
第三节无刷直流电动机系统246
一、无刷直流电动机系统结构246
二、无刷直流电动机系统硬件设计246
三、无刷直流电动机系统软件设计251
第四节永磁同步电动机系统252
一、 交流电机坐标变换理论252
二、永磁同步电动机数学模型254
三、永磁同步电动机矢量
控制策略257
四、空间矢量脉宽调制(SVPWM)
原理与实现258
五、永磁同步电动机系统硬件
设计263
六、永磁同步电动机系统软件
设计266
第五节TMS320LF2407A应用实例267
一、基于TMS320LF2407A的全数字
直流电动机伺服控制系统267
二、基于TMS320LF2407A的全数字无
刷直流电动机伺服控制系统270
三、基于TMS320LF2407A的全数字
交流电动机伺服控制系统273
四、基于DSP和CAN总线的分布式
电动机控制系统285
第六节全数字交流伺服系统安装、
操作与运行288
一、数字交流伺服系统288
二、通信功能293
三、常用输入/输出接口295
四、运行297
习题和思考题302参考文献303