現(xiàn)代直流伺服控制技術(shù)及其系統(tǒng)設(shè)計(jì)

內(nèi)容概要

本書從工程實(shí)踐角度出發(fā)，較全面、系統(tǒng)地介紹了現(xiàn)代直流伺服控制技
術(shù)、原理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其應(yīng)用。內(nèi)容包括：高性能脈寬調(diào)制（PWM）直流伺服
系統(tǒng)的特性分析和電路設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)控制的現(xiàn)代直流伺服系統(tǒng)控制元件和
線路，微處理機(jī)（特別是DSP）專用集成電路的數(shù)字控制技術(shù)及其系統(tǒng)設(shè)計(jì)，
工程典型應(yīng)用伺服系統(tǒng)（多環(huán)路系統(tǒng)、復(fù)合控制系統(tǒng)）的設(shè)計(jì)與實(shí)踐，PWM
伺服系統(tǒng)的電磁兼容性設(shè)計(jì)和伺服系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)。書中列舉了大量典
型應(yīng)用電路和工程設(shè)計(jì)實(shí)例，附錄中還給出了可供現(xiàn)代伺服系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)
查閱的有關(guān)資料。書中所介紹的大部分內(nèi)容也適用于交流伺服控制技術(shù)及
其系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
本書可供從事電力電子技術(shù)、電氣自動(dòng)化、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)應(yīng)用的科
技人員閱讀，亦可作為大專院校的師生參考書。

書籍目錄

目 錄
代序言
前 言
第1章 緒論
1直流伺服控制技術(shù)的發(fā)展
2現(xiàn)代直流PWM伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展
2.1國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況
2.2直流PWM伺服驅(qū)動(dòng)裝置的工作
原理和特點(diǎn)
2.3功率控制元件的應(yīng)用及控制
電路集成化
2.4PWM系統(tǒng)發(fā)展中待研究的
問(wèn)題
3現(xiàn)代伺服控制技術(shù)展望
第2章 不可逆直流PWM系統(tǒng)
1無(wú)制動(dòng)狀態(tài)的不可逆PWM系統(tǒng)
1.1電流連續(xù)時(shí)PWM系統(tǒng)控制特性
分析
1.2電流斷續(xù)時(shí)PWM系統(tǒng)控制特性
分析
2帶制動(dòng)回路的不可逆PWM
系統(tǒng)
第3章 可逆直流PWM系統(tǒng)
1雙極模式可逆PWM系統(tǒng)
1.1T型雙極模式PWM控制
原理
1.2H型雙極模式PWM控制
原理
1.3雙極模式PWM控制特性
分析
2單極模式可逆PWM系統(tǒng)
2.1H型單極模式同頻可逆PWM
控制
2.2H型單極模式倍頻可逆PWM
控制
3受限單極模式可逆PWM
系統(tǒng)
3.1受限單極模式同頻可逆PWM
控制系統(tǒng)
3.2工作特性的定量分析
3.3計(jì)算機(jī)輔助分析
3.4受限單極模式倍頻可逆PWM
控制
4控制方案的對(duì)比
第4章 PWM功率轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)
1PWM功率轉(zhuǎn)換用GTR
1.1開關(guān)特性
1.2GTR的功率損耗及PWM功率
轉(zhuǎn)換電路對(duì)其特性的要求
1.3GTR存儲(chǔ)時(shí)間對(duì)PWM系統(tǒng)的
影響
2GTR的損壞和保護(hù)
2.1GTR的耐壓與損壞
2.2GTR的二次擊穿和安全
工作區(qū)
2.3GTR暫態(tài)保護(hù)
3達(dá)林頓復(fù)合型功率模塊的
應(yīng)用
3.1復(fù)合型達(dá)林頓模塊的電路
結(jié)構(gòu)
3.2達(dá)林頓模塊作為開關(guān)使用
3.3達(dá)林頓模塊并行驅(qū)動(dòng)
3.4達(dá)林頓模塊的應(yīng)用
4緩沖器設(shè)計(jì)和負(fù)載線整形
4.1緩沖器的必要性
4.2負(fù)載線分析
4.3在PWM系統(tǒng)中的緩沖器設(shè)計(jì)
舉例
第5章 PWM系統(tǒng)控制電路
1脈寬調(diào)制器的一般特性及電路
1.1脈寬調(diào)制器的一般特性
1.2恒頻波形發(fā)生器
1.3脈寬調(diào)制器
2保護(hù)型脈寬調(diào)制及脈沖分配電路
2.1雙門限延遲比較的V/W電路
2.2二極管電橋反饋式窗口V/W
電路
2.3具有阻容延遲的PWM變換電路
2.4脈沖分配邏輯延時(shí)電路
3保護(hù)電路
3.1電流保護(hù)型式與特點(diǎn)
3.2保護(hù)電流的實(shí)時(shí)取樣和霍爾效應(yīng)電流
檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)
3.3欠電壓、過(guò)電壓保護(hù)
3.4瞬時(shí)停電保護(hù)
3.5保護(hù)電路舉例
4基極驅(qū)動(dòng)電路
4.1基極恒流驅(qū)動(dòng)
4.2基極電流自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路
4.3自保護(hù)型基極驅(qū)動(dòng)電路
4.4典型基極驅(qū)動(dòng)電路
5控制電路集成化、模塊化
5.1一種新型SG1731型PWM集成
電路
5.2晶體管驅(qū)動(dòng)模塊簡(jiǎn)介
5.3應(yīng)用舉例
第6章 PWM系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)中的有關(guān)
問(wèn)題
1功率轉(zhuǎn)換電路供電電源的設(shè)計(jì)
問(wèn)題
1.1泵升電壓對(duì)功率轉(zhuǎn)換電路及供電電源
的影響
1.2PWM系統(tǒng)中的反饋能量
1.3反饋能量的存儲(chǔ)及其耗散
2PWM系統(tǒng)電流波形系數(shù)與電動(dòng)機(jī)的有效出
力
3PWM開關(guān)頻率的選擇
4電樞回路附加電感的設(shè)計(jì)原則
5浪涌電流和電壓抑制
5.1合閘浪涌電流的抑制
5.2浪涌電壓吸收
第7章 PWM系統(tǒng)電磁兼容性設(shè)計(jì)
1電磁干擾模型分析和干擾傳遞
1.1干擾源
1.2敏感單元
1.3干擾傳遞方式
2抑制或消除干擾的方法
2.1PWM功率轉(zhuǎn)換電路中GTR開關(guān)干
擾源抑制
2.2元器件的合理布局與布線
2.3接地設(shè)計(jì)
2.4屏蔽與隔離
2.5濾波
3PWM系統(tǒng)電磁兼容性設(shè)計(jì)導(dǎo)則
3.1電源
3.2電動(dòng)機(jī)
3.3GTR固態(tài)開關(guān)
3.4開關(guān)控制器件
3.5模擬電路
3.6數(shù)字電路
3.7微型計(jì)算機(jī)
第8章 現(xiàn)代直流伺服控制元件與
線路
1直流伺服電動(dòng)機(jī)
1.1對(duì)直流伺服電動(dòng)機(jī)的要求
1.2直流伺服電動(dòng)機(jī)的分類
1.3直流伺服電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型
1.4直流伺服電動(dòng)機(jī)開環(huán)驅(qū)動(dòng)的穩(wěn)態(tài)和
動(dòng)態(tài)特性
1.5直流伺服電動(dòng)機(jī)具有速度反饋驅(qū)動(dòng)的
動(dòng)態(tài)特性
2測(cè)速元件與電路
2.1模擬測(cè)速元件――直流測(cè)速
發(fā)電機(jī)
2.2數(shù)字測(cè)速元件――光電脈沖
測(cè)速機(jī)
2.3光電脈沖測(cè)速機(jī)在模擬速度閉環(huán)中
的應(yīng)用
3位置測(cè)量元件與其軸角編碼
3.1正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器及其軸角編碼
3.2同步機(jī)及其軸角編碼
3.3感應(yīng)同步器及其軸角編碼
3.4數(shù)字/分解器（D/R）轉(zhuǎn)換
3.5用單片微處理機(jī)實(shí)現(xiàn)軸角/數(shù)字
轉(zhuǎn)換
4模塊化軸角/數(shù)字轉(zhuǎn)換器及轉(zhuǎn)換器
系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
4.1模塊化自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器－數(shù)字
轉(zhuǎn)換器的工作原理
4.2模塊化軸角/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的選用和
系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的有關(guān)問(wèn)題
4.3模塊化轉(zhuǎn)換器的典型應(yīng)用舉例
5無(wú)慣性快速相敏解調(diào)器
6直流伺服系統(tǒng)中的運(yùn)算放大器
第9章 PWM直流伺服電動(dòng)機(jī)控制
系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1PWM系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述
1.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟
1.2對(duì)伺服系統(tǒng)的主要技術(shù)要求
1.3選擇方案的基本考慮
2執(zhí)行電動(dòng)機(jī)的選擇和傳動(dòng)裝置的
確定
2.1典型負(fù)載的分析與計(jì)算
2.2伺服電動(dòng)機(jī)的選擇
2.3傳動(dòng)比的選擇和分配原則
2.4驅(qū)動(dòng)裝置選擇方法歸納
3伺服檢測(cè)裝置的確定
3.1速度控制系統(tǒng)測(cè)量裝置的選擇
3.2位置控制系統(tǒng)測(cè)量裝置的選擇
4校正網(wǎng)絡(luò)和調(diào)節(jié)器補(bǔ)償形式的
選取
4.1串聯(lián)校正
4.2并聯(lián)校正
4.3反饋校正
4.4復(fù)合控制
4.5校正方式對(duì)比
5PWM驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)
5.1伺服系統(tǒng)對(duì)PWM驅(qū)動(dòng)裝置
的要求
5.2功率轉(zhuǎn)換電路型式的選擇
5.3功率轉(zhuǎn)換電路主要器件的選取
原則
5.4PWM控制電路的選取原則
5.5PWM開關(guān)頻率的選取原則
5.6輔助裝置的選擇
6直流伺服系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)（頻域法）
6.1對(duì)數(shù)幅頻特性的繪制及約束條件
6.2校正裝置的計(jì)算
6.3多環(huán)路（從屬控制）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
6.4復(fù)合控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
7一個(gè)現(xiàn)代PWM直流伺服電動(dòng)機(jī)控制
系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)實(shí)例
7.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述
7.2主要元器件和部件的選擇與設(shè)計(jì)
7.3系統(tǒng)靜、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)計(jì)算
第10章 PWM系統(tǒng)的微處理機(jī)
控制
1微處理機(jī)控制伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
和綜合
1.1連續(xù)校正網(wǎng)絡(luò)的等效數(shù)字濾波器
設(shè)計(jì)法
1.2ω平面上的頻域設(shè)計(jì)法
1.3控制算法及流程的實(shí)現(xiàn)
1.4小結(jié)
2微處理機(jī)數(shù)字伺服控制系統(tǒng)的
工程實(shí)現(xiàn)
2.1微處理機(jī)控制PWM伺服系統(tǒng)的方案
確定
2.2A/D轉(zhuǎn)換器、CPU和D/A轉(zhuǎn)換器的主要性
能參數(shù)選擇
2.3數(shù)字伺服系統(tǒng)的數(shù)據(jù)預(yù)處理
2.4比例因子的配置和溢出保護(hù)
2.5采樣頻率的選擇
3微處理機(jī)與伺服元件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的
界面接口
3.1模擬量輸入通道的設(shè)計(jì)
3.2直接數(shù)字測(cè)速的接口與實(shí)現(xiàn)
3.3微處理機(jī)與PWM功率轉(zhuǎn)換裝置的
匹配
第11章 單片數(shù)字信號(hào)處理器及其在現(xiàn)代
伺服控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
1單片數(shù)字信號(hào)處理器簡(jiǎn)介
1.1概述
1.2TMS32010的結(jié)構(gòu)
1.3TMS32010指令集
1.4TMS32020簡(jiǎn)介
2用TMS320實(shí)現(xiàn)伺服系統(tǒng)補(bǔ)償控制
2.1DSP的選擇與系統(tǒng)開發(fā)周期以及開發(fā)
支援工具
2.2數(shù)字補(bǔ)償器實(shí)現(xiàn)中的幾個(gè)問(wèn)題
2.3用TMS32010來(lái)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償器和
濾波器
2.4TMS320系列DSP外圍接口考慮
3TMS32010DSP在速率積分陀螺伺服穩(wěn)
定系統(tǒng)中的應(yīng)用
3.1系統(tǒng)描述
3.2系統(tǒng)模型與控制補(bǔ)償
3.3數(shù)字控制器的硬件和軟件結(jié)構(gòu)
3.4程序編制舉例
3.5DSP數(shù)字控制系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)
第12章 專用集成電路構(gòu)成的直流
PWM伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1L290、L291和L292功能簡(jiǎn)介
1.1L290轉(zhuǎn)速/電壓變換器
1.2L291數(shù)/模轉(zhuǎn)換器及放大器
1.3L292PWM直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器
2L292PWM直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器對(duì)直流伺服
電機(jī)的速度控制
2.1模擬直流電壓速度控制系統(tǒng)
2.2數(shù)字控制速度系統(tǒng)
2.3L292驅(qū)動(dòng)功率擴(kuò)展
3L290～L292直流伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
指南
3.1電流調(diào)節(jié)回路的設(shè)計(jì)
3.2L290/L291外部參數(shù)選擇和速度調(diào)節(jié)
回路設(shè)計(jì)
3.3位置環(huán)的設(shè)計(jì)
3.4誤差分析
第13章 伺服系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)
1伺服系統(tǒng)可靠性的基本概念
1.1伺服系統(tǒng)的可靠性定義
1.2度量可靠性的指標(biāo)
2伺服系統(tǒng)可靠性計(jì)算
2.1可靠性結(jié)構(gòu)圖的構(gòu)成
2.2串、并聯(lián)結(jié)構(gòu)的可靠性特征量
計(jì)算
2.3伺服系統(tǒng)可靠性評(píng)價(jià)
3伺服系統(tǒng)可靠性工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則和
方法
3.1元器件的選擇和控制
3.2降額設(shè)計(jì)
3.3可靠的電路設(shè)計(jì)
3.4冗余設(shè)計(jì)
3.5電氣互連技術(shù)
3.6自動(dòng)故障檢測(cè)設(shè)計(jì)
3.7小結(jié)
4伺服系統(tǒng)可靠性試驗(yàn)及其評(píng)定
方法
4.1伺服系統(tǒng)可靠性試驗(yàn)計(jì)劃
4.2伺服系統(tǒng)可靠性試驗(yàn)方法簡(jiǎn)介
附錄
附錄A BESK－FANUC永磁直流伺服
電動(dòng)機(jī)組技術(shù)性能參數(shù)
附錄B 光電編碼器技術(shù)性能參數(shù)
附錄C 國(guó)產(chǎn)軸角/數(shù)字、數(shù)字/軸角轉(zhuǎn)換
模塊的技術(shù)性能參數(shù)及國(guó)外互換
型號(hào)對(duì)照。
附錄D PWM系統(tǒng)常用大功率晶體管、模塊
及驅(qū)動(dòng)電路技術(shù)性能參數(shù)
附錄E LEM電流電壓傳感器模塊的
技術(shù)性能參數(shù)及應(yīng)用
參考文獻(xiàn)

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