运动控制系统 [薛安克；周亚军 编］2012年版

运动控制系统
作者：薛安克；周亚军 编
出版时间：2012年版
内容简介

《运动控制系统(工程应用型自动化专业系列教材)》结合工程实例，介绍运动控制系统的基本控制原理、分析和设计方法。全书共7章，第1章为绪论，介绍运动控制系统的基本概念，构成和技术背景；第2、3、4、5、6章针对相关知识点，首先引出一个典型工程应用案例，提出设计任务，通过对任务的功能技术需求分析，明确要解决的问题，进而以应用例子为解决目标，较深入地介绍了交直流调速系统、交流伺服系统、多轴运动控制系统等运动控制系统的基础理论知识、控制原理、静动态特性分析、Matlab仿真设计、常用的工程设计和实现方法；第7章介绍了数控系统、机器人等代表性运动控制系统的构成和设计思想，以加深读者对运动系统的应用认识。
本书理论深度适中，将物理描述应用于复杂公式推导过程，增加了仿真设计和工程设计方法。
本书可作为高等院校自动化、电气工程及自动化等专业的教材或教学参考书。也可作为工程技术人员参考用书。
目　　录
第1章绪论
1.1什么是运动控制系统
1.2运动控制系统的组成
1.3运动控制系统的运动方程
第2章转速闭环直流调速系统
2.1转速闭环直流调速案例——智能车调速控制
2.1.1需求描述
2.1.2性能要求
2.2直流电动机调速方法及调速性能指标
2.2.1直流电动机调速方法
2.2.2转速控制的要求和调速性能指标
2.3直流电动机开环调速及特性
2.3.1晶闸管整流器—电动机系统特性
2.3.2直流脉宽（PWM）电源供电下的调速特性
2.3.3开环调速系统及其存在的问题
2.4转速闭环有静差直流调速系统
2.4.1转速闭环直流调速系统组成
2.4.2比例控制的转速闭环直流调速系统数学模型
2.4.3比例控制的直流调速系统特性分析
2.5比例积分控制的无静差直流调速系统
2.5.1积分调节器和积分控制规律
2.5.2比例积分控制规律及单闭环无静差调速系统
2.6转速闭环直流调速系统的限流保护
2.7单闭环直流调速系统仿真与设计
2.7.1转速闭环调速系统框图及参数
2.7.2数字测速
2.7.3直流调速系统Matlab／simulink仿真
2.7.4智能车直流调速系统设计
思考题与习题
第3章转速、电流双闭环直流调速系统
3.1转速、电流双闭环直流调速系统案例——轧机直流调速系统
3.1.1案例描述
3.1.2转速单闭环直流调速系统在工程应用中所存在问题分析与解决思路
3.2转速、电流双闭环直流调速系统的组成及动态过程分析
3.2.1转速、电流双闭环直流调速系统的组成
3.2.2起动过程分析
3.2.3抗扰性能分析
3.3转速、电流双闭环直流调速系统的稳态分析
3.3.1稳态结构图与静特性
3.3.2稳态参数计算
3.3.3转速调节器和电流调节器在双闭环直流调速系统中的作用
3.4转速、电流双闭环直流调速系统的设计方法
3.4.1系统设计的基本原理和方法
3.4.2基于“典型系统工程设计方法”的轧机工作辊传动系统调节器参数设计
3.4.3转速、电流双闭环直流调速系统的仿真
3.4.4一种双闭环直流调速系统调节器的设计方法
3.5直流调速装置
3.6可逆直流调速系统
3.6.1晶闸管—电动机可逆直流调速系统
3.6.2基于PWM控制的可逆直流调速系统
3.6.3无环流控制的可逆直流调速系统
思考题与习题
第4章交流调速系统
4.1概述
4.1.1交流运动控制系统的主要应用领域
4.1.2交流调速系统分类
4.1.3变频调速控制方法
4.2交流异步电动机变压变频调速
4.2.1变压变频调速案例——变频调速在恒压供水系统中的应用
4.2.2通用变频器
4.2.3脉宽调制（SPWM、CFPWM）技术
4.2.4变压变频调速的控制方式及其机械特性
4.2.5转速开环恒压频比控制的变频调速系统
4.2.6转速闭环转差频率控制的变频调速系统
4.2.7恒压供水变频调速系统的工程设计
4.3交流异步电动机矢量控制
4.3.1矢量控制案例——数控机床中电主轴调速
4.3.2异步电动机数学模型
4.3.3坐标变换
4.3.4异步电动机在两相坐标系上的数学模型
4.3.5按转子磁链定向的矢量控制系统
4.3.6电压空间矢量PWM（SVPWM）技术
4.3.7电主轴矢量变频控制工程设计
4.4异步电动机直接转矩控制技术
4.5交流调压调速系统
4.5.1调压调速工作原理及机械特性
4.5.2闭环控制的调压调速系统
4.5.3调压控制在异步电动机软起动中的应用
思考题与习题
第5章交流伺服系统
5.1伺服系统概述
5.1.1位置伺服系统案例——数控进给伺服系统
5.1.2位置伺服系统的组成及其工作原理
5.1.3伺服系统的分类
5.1.4伺服系统分析及设计的基本方法
5.2位置检测与信号处理
5.3永磁同步电动机（PMSM）伺服系统设计与应用
5.3.1永磁同步伺服电动机数学模型
5.3.2伺服系统的三环设计
5.3.3伺服系统仿真分析
5.4无刷直流电动机（BLDC）伺服系统
5.4.1无刷直流电动机伺服系统组成
5.4.2无刷直流电动机在电动自行车上的速度伺服控制应用
5.5直线电动机伺服控制
思考题与习题
第6章多轴运动控制系统
6.1多轴运动控制系统设计分析
6.1.1多轴运动控制系统典型结构
6.1.2系统分析
6.1.3多轴控制策略选择
6.2基于PC的多轴运动控制系统
6.2.1多轴运动控制器
6.2.2PC+运动控制器硬件方案
6.2.3软件系统设计
6.2.4轨迹控制原理
6.2.5轨迹插补基本方法
6.3基于CAN总线的多轴运动控制系统
6.3.1CAN现场总线
6.3.2控制系统构建
6.3.3系统主要硬件
6.3.4系统软件设计
6.4基于PROFIBUS总线运动控制系统
6.4.1PROFIBUS现场总线
6.4.2基于PROFIBUS的分布式运动控制系统
思考题与习题
第7章典型应用系统分析
7.1数控系统
7.1.1数控机床原理及功能分析
7.1.2系统总体设计和方案比较
7.1.3专用数控控制装置的应用
7.1.4PID+速度前馈+加速度前馈的伺服控制
7.1.5经济型数控系统
7.2工业机器人伺服控制系统
7.2.1工业机器人控制原理及伺服控制系统
7.2.2机器人对关节驱动伺服电动机及伺服系统的要求
7.3雷达天线伺服控制系统
7.3.1雷达天线伺服控制系统组成
7.3.2雷达天线伺服控制系统原理
7.3.3车载雷达天线伺服控制系统
参考文献