機(jī)電控制工程

內(nèi)容概要

　　本書是高校教材，經(jīng)過多年教學(xué)實(shí)踐，現(xiàn)在第2版的基礎(chǔ)上再次補(bǔ)充修訂。
　　本書共分為6章。第1章介紹術(shù)語定義、典型機(jī)電控制系統(tǒng)、系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型、性能指標(biāo)分析及控制器設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)知識(shí)。第2
章受控機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型，從動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)將受控機(jī)械系統(tǒng)分為平移、定軸旋轉(zhuǎn)、定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)、多剛體以及微型機(jī)電系統(tǒng)，分別采用各種動(dòng)力學(xué)原理建立它們的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型。第3章電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速控制，討論直流電動(dòng)機(jī)、無刷直流電動(dòng)機(jī)、永磁同步電動(dòng)機(jī)及交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的原理、特性、數(shù)學(xué)模型以及轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速控制方法。第4章步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)控制，介紹步進(jìn)電動(dòng)機(jī)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(shù)。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(jìn)設(shè)計(jì)、數(shù)字控制器硬件配置以及閉環(huán)系統(tǒng)控制軟件。第6章機(jī)器運(yùn)動(dòng)控制的指令生成與實(shí)現(xiàn)，介紹運(yùn)動(dòng)控制原理與分類、各種插補(bǔ)器和軌跡規(guī)劃器算法以及運(yùn)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)問題。
　　本書對(duì)于從事機(jī)電一體化新產(chǎn)品開發(fā)的工程技術(shù)人員具有一定的參考價(jià)值。

書籍目錄

第1章 基礎(chǔ)知識(shí)
  1.1 術(shù)語定義
  1.2 典型機(jī)電控制系統(tǒng)
  1.3 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
  1.4 系統(tǒng)響應(yīng)
  1.5 性能指標(biāo)
  1.6 控制器設(shè)計(jì)
  習(xí)題
第2章 受控機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型
  2.1 質(zhì)點(diǎn)平移系統(tǒng)
  2.2 定軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)
  2.3 機(jī)械傳動(dòng)裝置
  2.4 定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械系統(tǒng)
  2.5 多剛體機(jī)械系統(tǒng)
  2.6 微型機(jī)電系統(tǒng)
  習(xí)題
第3章 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速控制
  3.1 旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)基本原理
  3.2 直流電動(dòng)機(jī)原理與特性
  .3.3 直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路
  3.4 直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速控制
  3.5 無刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)
  3.6 永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制
  3.7 交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)原理與特性
  3.8 交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速
  3.9 交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)矢量控制
  附錄電動(dòng)機(jī)的選擇
  習(xí)題
第4章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)控制
  4.1 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作原理
  4.2 特性及主要技術(shù)指標(biāo)
  4.3 驅(qū)動(dòng)電路
  4.4 脈沖分配器
  4.5 速度與位置運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)
  4.6 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)
  習(xí)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(jìn)設(shè)計(jì)
  5.4 機(jī)械諧振與間隙振蕩的控制
  5.5 數(shù)字控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
  5.6 實(shí)時(shí)控制軟件
  5.7 典型系統(tǒng)介紹
  習(xí)題
第6章 機(jī)器運(yùn)動(dòng)控制的指令生成與實(shí)現(xiàn)
  6.1 運(yùn)動(dòng)控制原理與分類
  6.2 數(shù)字微分分析器
  6.3 直線與圓弧插補(bǔ)器
  6.4 樣條函數(shù)軌跡規(guī)劃器
  6.5 典型系統(tǒng)舉例
  習(xí)題
主要參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：所謂控制就是按照預(yù)先給定的目標(biāo)，改變系統(tǒng)行為或性能的方法學(xué)。控制系統(tǒng)是依靠調(diào)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(duì)象（亦稱為過程）、反饋測(cè)量裝置以及比較器等部分組成。控制器的主要作用是按照預(yù)定的控制規(guī)律調(diào)節(jié)能量輸入，使得系統(tǒng)產(chǎn)生所希望的輸出。受控對(duì)象有時(shí)稱為受控過程，最簡(jiǎn)單的情況只是一個(gè)具體的物理過程。在一般情況下，受控對(duì)象包括功率放大器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、減速器、負(fù)載以及內(nèi)反饋回路等。反饋裝置是某種傳感器測(cè)量單元，它檢測(cè)輸出變量，并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)反饋到系統(tǒng)的輸入端。比較器用來求取輸入變量與反饋?zhàn)兞康牟钪担鳛檎`差信號(hào)送給控制器，以實(shí)現(xiàn)反饋（閉環(huán)）控制?？刂葡到y(tǒng)可以從各種不同的角度進(jìn)行分類。1.按照有無反饋測(cè)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(duì)受控對(duì)象產(chǎn)生控制作用。幾乎所有的家用電器，如洗衣機(jī)、電烤箱、微波爐、洗碗機(jī)等，都是開環(huán)控制系統(tǒng)。普通的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)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(diǎn)是簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、容易維修以及價(jià)格便宜；它的主要缺點(diǎn)是精度低，對(duì)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(yīng)用領(lǐng)域，絕大多數(shù)控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)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(hào)是反抗和退化輸入作用的，這種反饋稱為負(fù)反饋。輸入信號(hào)與反饋信號(hào)比較后的差值（叫做誤差信號(hào)）供給控制器，再調(diào)節(jié)受控對(duì)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(diǎn)，例如精度高、動(dòng)態(tài)性能好、抗干擾能力強(qiáng)等；它的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不容易維修，價(jià)格比較昂貴等。

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《機(jī)電控制工程(第3版)》是機(jī)電控制工程系列教材之一。

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