機電控制工程

內容概要

　　本書是高校教材，經過多年教學實踐，現在第2版的基礎上再次補充修訂。
　　本書共分為6章。第1章介紹術語定義、典型機電控制系統(tǒng)、系統(tǒng)數學模型、性能指標分析及控制器設計等基礎知識。第2
章受控機械系統(tǒng)動態(tài)模型，從動力學觀點將受控機械系統(tǒng)分為平移、定軸旋轉、定點旋轉、多剛體以及微型機電系統(tǒng)，分別采用各種動力學原理建立它們的動態(tài)數學模型。第3章電動機轉矩轉速控制，討論直流電動機、無刷直流電動機、永磁同步電動機及交流感應電動機的原理、特性、數學模型以及轉矩轉速控制方法。第4章步進電動機運動控制，介紹步進電動機原理、特性、主要控制部件、速度與位置控制方法以及閉環(huán)控制技術。第5章伺服系統(tǒng)分析與綜合，討論伺服系統(tǒng)方案、性能分析、控制器改進設計、數字控制器硬件配置以及閉環(huán)系統(tǒng)控制軟件。第6章機器運動控制的指令生成與實現，介紹運動控制原理與分類、各種插補器和軌跡規(guī)劃器算法以及運動控制實現問題。
　　本書對于從事機電一體化新產品開發(fā)的工程技術人員具有一定的參考價值。

書籍目錄

第1章 基礎知識
  1.1 術語定義
  1.2 典型機電控制系統(tǒng)
  1.3 系統(tǒng)數學模型
  1.4 系統(tǒng)響應
  1.5 性能指標
  1.6 控制器設計
  習題
第2章 受控機械系統(tǒng)動態(tài)模型
  2.1 質點平移系統(tǒng)
  2.2 定軸旋轉系統(tǒng)
  2.3 機械傳動裝置
  2.4 定點旋轉機械系統(tǒng)
  2.5 多剛體機械系統(tǒng)
  2.6 微型機電系統(tǒng)
  習題
第3章 電動機轉矩轉速控制
  3.1 旋轉電動機基本原理
  3.2 直流電動機原理與特性
  .3.3 直流電動機驅動電路
  3.4 直流電動機轉矩轉速控制
  3.5 無刷直流電動機調速系統(tǒng)
  3.6 永磁同步電動機矢量控制
  3.7 交流感應電動機原理與特性
  3.8 交流感應電動機變頻調速
  3.9 交流感應電動機矢量控制
  附錄電動機的選擇
  習題
第4章 步進電動機運動控制
  4.1 步進電動機工作原理
  4.2 特性及主要技術指標
  4.3 驅動電路
  4.4 脈沖分配器
  4.5 速度與位置運動控制系統(tǒng)
  4.6 步進電動機閉環(huán)控制系統(tǒng)
  習題
第5章 伺服系統(tǒng)分析與綜合
  5.1 伺服系統(tǒng)基本方案
  5.2 系統(tǒng)性能分析
  5.3 性能改進設計
  5.4 機械諧振與間隙振蕩的控制
  5.5 數字控制器設計與實現
  5.6 實時控制軟件
  5.7 典型系統(tǒng)介紹
  習題
第6章 機器運動控制的指令生成與實現
  6.1 運動控制原理與分類
  6.2 數字微分分析器
  6.3 直線與圓弧插補器
  6.4 樣條函數軌跡規(guī)劃器
  6.5 典型系統(tǒng)舉例
  習題
主要參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：插圖：所謂控制就是按照預先給定的目標，改變系統(tǒng)行為或性能的方法學。控制系統(tǒng)是依靠調節(jié)能量輸入的方法，使得某些物理量受到控制的一類系統(tǒng)。通常，控制系統(tǒng)由控制器、受控對象（亦稱為過程）、反饋測量裝置以及比較器等部分組成?？刂破鞯闹饕饔檬前凑疹A定的控制規(guī)律調節(jié)能量輸入，使得系統(tǒng)產生所希望的輸出。受控對象有時稱為受控過程，最簡單的情況只是一個具體的物理過程。在一般情況下，受控對象包括功率放大器、執(zhí)行機構、減速器、負載以及內反饋回路等。反饋裝置是某種傳感器測量單元，它檢測輸出變量，并將其轉換為相應的電信號反饋到系統(tǒng)的輸入端。比較器用來求取輸入變量與反饋變量的差值，作為誤差信號送給控制器，以實現反饋（閉環(huán)）控制?？刂葡到y(tǒng)可以從各種不同的角度進行分類。1.按照有無反饋測量裝置分類控制系統(tǒng)可以分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)是沒有輸出反饋的一類控制系統(tǒng)，如圖1-1所示。這種系統(tǒng)的輸入直接供給控制器，并通過控制器對受控對象產生控制作用。幾乎所有的家用電器，如洗衣機、電烤箱、微波爐、洗碗機等，都是開環(huán)控制系統(tǒng)。普通的步進電動機運動控制系統(tǒng)也是開環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)的主要優(yōu)點是簡單、經濟、容易維修以及價格便宜；它的主要缺點是精度低，對環(huán)境變化和干擾十分敏感。在工業(yè)和國防等要求較高的應用領域，絕大多數控制系統(tǒng)的基本結構方案都采用反饋原理。如圖1-2所示，該系統(tǒng)輸出的全部或部分被反饋到輸入端。注意，這里的反饋信號是反抗和退化輸入作用的，這種反饋稱為負反饋。輸入信號與反饋信號比較后的差值（叫做誤差信號）供給控制器，再調節(jié)受控對象的輸出，從而形成閉環(huán)控制回路。所以，反饋控制系統(tǒng)亦稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)相比，具有一系列的優(yōu)點，例如精度高、動態(tài)性能好、抗干擾能力強等；它的缺點是結構比較復雜，不容易維修，價格比較昂貴等。

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《機電控制工程(第3版)》是機電控制工程系列教材之一。

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