現(xiàn)代直流伺服控制技術及其系統(tǒng)設計

內(nèi)容概要

本書從工程實踐角度出發(fā)，較全面、系統(tǒng)地介紹了現(xiàn)代直流伺服控制技
術、原理、系統(tǒng)設計及其應用。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計，計算機控制的現(xiàn)代直流伺服系統(tǒng)控制元件和
線路，微處理機（特別是DSP）專用集成電路的數(shù)字控制技術及其系統(tǒng)設計，
工程典型應用伺服系統(tǒng)（多環(huán)路系統(tǒng)、復合控制系統(tǒng)）的設計與實踐，PWM
伺服系統(tǒng)的電磁兼容性設計和伺服系統(tǒng)的可靠性設計。書中列舉了大量典
型應用電路和工程設計實例，附錄中還給出了可供現(xiàn)代伺服系統(tǒng)工程設計
查閱的有關資料。書中所介紹的大部分內(nèi)容也適用于交流伺服控制技術及
其系統(tǒng)設計。
本書可供從事電力電子技術、電氣自動化、自動控制、計算機應用的科
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直流伺服控制技術的發(fā)展
2現(xiàn)代直流PWM伺服驅(qū)動技術的發(fā)展
2.1國內(nèi)外發(fā)展概況
2.2直流PWM伺服驅(qū)動裝置的工作
原理和特點
2.3功率控制元件的應用及控制
電路集成化
2.4PWM系統(tǒng)發(fā)展中待研究的
問題
3現(xiàn)代伺服控制技術展望
第2章 不可逆直流PWM系統(tǒng)
1無制動狀態(tài)的不可逆PWM系統(tǒng)
1.1電流連續(xù)時PWM系統(tǒng)控制特性
分析
1.2電流斷續(xù)時PWM系統(tǒng)控制特性
分析
2帶制動回路的不可逆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計算機輔助分析
3.4受限單極模式倍頻可逆PWM
控制
4控制方案的對比
第4章 PWM功率轉(zhuǎn)換電路設計
1PWM功率轉(zhuǎn)換用GTR
1.1開關特性
1.2GTR的功率損耗及PWM功率
轉(zhuǎn)換電路對其特性的要求
1.3GTR存儲時間對PWM系統(tǒng)的
影響
2GTR的損壞和保護
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
3達林頓復合型功率模塊的
應用
3.1復合型達林頓模塊的電路
結(jié)構(gòu)
3.2達林頓模塊作為開關使用
3.3達林頓模塊并行驅(qū)動
3.4達林頓模塊的應用
4緩沖器設計和負載線整形
4.1緩沖器的必要性
4.2負載線分析
4.3在PWM系統(tǒng)中的緩沖器設計
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脈沖分配邏輯延時電路
3保護電路
3.1電流保護型式與特點
3.2保護電流的實時取樣和霍爾效應電流
檢測裝置設計
3.3欠電壓、過電壓保護
3.4瞬時停電保護
3.5保護電路舉例
4基極驅(qū)動電路
4.1基極恒流驅(qū)動
4.2基極電流自適應驅(qū)動電路
4.3自保護型基極驅(qū)動電路
4.4典型基極驅(qū)動電路
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)動模塊簡介
5.3應用舉例
第6章 PWM系統(tǒng)工程設計中的有關
問題
1功率轉(zhuǎn)換電路供電電源的設計
問題
1.1泵升電壓對功率轉(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反饋能量的存儲及其耗散
2PWM系統(tǒng)電流波形系數(shù)與電動機的有效出
力
3PWM開關頻率的選擇
4電樞回路附加電感的設計原則
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)電磁兼容性設計
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開關干
擾源抑制
2.2元器件的合理布局與布線
2.3接地設計
2.4屏蔽與隔離
2.5濾波
3PWM系統(tǒng)電磁兼容性設計導則
3.1電源
3.2電動機
3.3GTR固態(tài)開關
3.4開關控制器件
3.5模擬電路
3.6數(shù)字電路
3.7微型計算機
第8章 現(xiàn)代直流伺服控制元件與
線路
1直流伺服電動機
1.1對直流伺服電動機的要求
1.2直流伺服電動機的分類
1.3直流伺服電動機的數(shù)學模型
1.4直流伺服電動機開環(huán)驅(qū)動的穩(wěn)態(tài)和
動態(tài)特性
1.5直流伺服電動機具有速度反饋驅(qū)動的
動態(tài)特性
2測速元件與電路
2.1模擬測速元件――直流測速
發(fā)電機
2.2數(shù)字測速元件――光電脈沖
測速機
2.3光電脈沖測速機在模擬速度閉環(huán)中
的應用
3位置測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同步機及其軸角編碼
3.3感應同步器及其軸角編碼
3.4數(shù)字/分解器（D/R）轉(zhuǎn)換
3.5用單片微處理機實現(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)的設計與應用
4.1模塊化自整角機/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)設計中的有關問題
4.3模塊化轉(zhuǎn)換器的典型應用舉例
5無慣性快速相敏解調(diào)器
6直流伺服系統(tǒng)中的運算放大器
第9章 PWM直流伺服電動機控制
系統(tǒng)設計
1PWM系統(tǒng)設計概述
1.1系統(tǒng)設計步驟
1.2對伺服系統(tǒng)的主要技術要求
1.3選擇方案的基本考慮
2執(zhí)行電動機的選擇和傳動裝置的
確定
2.1典型負載的分析與計算
2.2伺服電動機的選擇
2.3傳動比的選擇和分配原則
2.4驅(qū)動裝置選擇方法歸納
3伺服檢測裝置的確定
3.1速度控制系統(tǒng)測量裝置的選擇
3.2位置控制系統(tǒng)測量裝置的選擇
4校正網(wǎng)絡和調(diào)節(jié)器補償形式的
選取
4.1串聯(lián)校正
4.2并聯(lián)校正
4.3反饋校正
4.4復合控制
4.5校正方式對比
5PWM驅(qū)動裝置的設計
5.1伺服系統(tǒng)對PWM驅(qū)動裝置
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)工程設計（頻域法）
6.1對數(shù)幅頻特性的繪制及約束條件
6.2校正裝置的計算
6.3多環(huán)路（從屬控制）系統(tǒng)的設計
6.4復合控制系統(tǒng)的設計
7一個現(xiàn)代PWM直流伺服電動機控制
系統(tǒng)的分析與設計實例
7.1系統(tǒng)設計概述
7.2主要元器件和部件的選擇與設計
7.3系統(tǒng)靜、動態(tài)設計計算
第10章 PWM系統(tǒng)的微處理機
控制
1微處理機控制伺服系統(tǒng)的設計
和綜合
1.1連續(xù)校正網(wǎng)絡的等效數(shù)字濾波器
設計法
1.2ω平面上的頻域設計法
1.3控制算法及流程的實現(xiàn)
1.4小結(jié)
2微處理機數(shù)字伺服控制系統(tǒng)的
工程實現(xiàn)
2.1微處理機控制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)預處理
2.4比例因子的配置和溢出保護
2.5采樣頻率的選擇
3微處理機與伺服元件、執(zhí)行機構(gòu)的
界面接口
3.1模擬量輸入通道的設計
3.2直接數(shù)字測速的接口與實現(xiàn)
3.3微處理機與PWM功率轉(zhuǎn)換裝置的
匹配
第11章 單片數(shù)字信號處理器及其在現(xiàn)代
伺服控制系統(tǒng)中的應用
1單片數(shù)字信號處理器簡介
1.1概述
1.2TMS32010的結(jié)構(gòu)
1.3TMS32010指令集
1.4TMS32020簡介
2用TMS320實現(xiàn)伺服系統(tǒng)補償控制
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)字補償器實現(xiàn)中的幾個問題
2.3用TMS32010來實現(xiàn)補償器和
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)中的應用
3.1系統(tǒng)描述
3.2系統(tǒng)模型與控制補償
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)性能評價
第12章 專用集成電路構(gòu)成的直流
PWM伺服系統(tǒng)設計
1L290、L291和L292功能簡介
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直流電機驅(qū)動器
2L292PWM直流電機驅(qū)動器對直流伺服
電機的速度控制
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)動功率擴展
3L290～L292直流伺服控制系統(tǒng)設計
指南
3.1電流調(diào)節(jié)回路的設計
3.2L290/L291外部參數(shù)選擇和速度調(diào)節(jié)
回路設計
3.3位置環(huán)的設計
3.4誤差分析
第13章 伺服系統(tǒng)的可靠性設計
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
2伺服系統(tǒng)可靠性計算
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
計算
2.3伺服系統(tǒng)可靠性評價
3伺服系統(tǒng)可靠性工程設計導則和
方法
3.1元器件的選擇和控制
3.2降額設計
3.3可靠的電路設計
3.4冗余設計
3.5電氣互連技術
3.6自動故障檢測設計
3.7小結(jié)
4伺服系統(tǒng)可靠性試驗及其評定
方法
4.1伺服系統(tǒng)可靠性試驗計劃
4.2伺服系統(tǒng)可靠性試驗方法簡介
附錄
附錄A BESK－FANUC永磁直流伺服
電動機組技術性能參數(shù)
附錄B 光電編碼器技術性能參數(shù)
附錄C 國產(chǎn)軸角/數(shù)字、數(shù)字/軸角轉(zhuǎn)換
模塊的技術性能參數(shù)及國外互換
型號對照。
附錄D PWM系統(tǒng)常用大功率晶體管、模塊
及驅(qū)動電路技術性能參數(shù)
附錄E LEM電流電壓傳感器模塊的
技術性能參數(shù)及應用
參考文獻

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