●序
前言
本書符號約定
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 伺服控制繫統技術指標 2
1.2.1 調速繫統技術指標 2
1.2.2 隨動繫統技術指標 3
1.2.3 動態性能指標 4
1.2.4 其他要求 8
1.3 控制理論與技術的發展與分類 8
1.4 章節安排 11
1.5 小結 12
第2章 光電工程控制繫統涉及的基礎知識 13
2.1 引言 13
2.2 控制繫統常用物理量及其換算關繫 13
2.3 貼片封裝 15
2.4 電阻 15
2.5 電容 16
2.6 信號頻率與帶寬 18
2.7 二極管 19
2.8 模數轉換器 21
2.9 小結 26
第3章 光電工程控制繫件及其主要參數確定 27
3.1 引言 27
3.2 負載特性 27
3.2.1 負載固有特性 28
3.2.2 轉動負載運動特性 28
3.2.3 平動負載運動特性 29
3.3 直流電動機的選擇 29
3.3.1 直流電機特征物理量 29
3.3.2 光電工程中常用直流電動機種類 32
3.3.3 直流伺服電動機和直流力矩電動機參數確定 36
3.3.4 固定轉速工作時無刷直流電動機參數確定 39
3.3.5 高加速度應用時無刷直流電動機參數確定 40
3.3.6 多電機並聯應用 41
3.4 音圈電機的選擇 41
3.4.1 音圈電機種類 41
3.4.2 音圈電機的控制 42
3.4.3 直線式音圈電機參數的確定 43
3.4.4 旋轉式音圈電機參數的確定 45
3.5 步進電機參數的確定 48
3.5.1 步進電機種類 48
3.5.2 步進電機參數確定 49
3.6 小結 50
第4章 光電工程中的常件 51
4.1 引言 51
4.2 測速發電機 51
4.3 編碼器 54
4.3.1 光電編碼器 54
4.3.2 磁電編碼器 59
4.4 電位計 59
4.5 旋轉變壓器 61
4.6 感應同步器 63
4.7 微位移傳感器 64
4.7.1 光電式微位移傳感器 64
4.7.2 電容式微位移傳感器 66
4.7.3 線性可變差動變壓器式微位移傳感器 67
4.7.4 應變片式微位移傳感器 68
4.7.5 電渦流式微位移傳感器 70
4.8 電流傳感器 75
4.9 陀螺儀 76
4.9.1 液浮陀螺儀 77
4.9.2 激光陀螺儀 78
4.9.3 光纖陀螺儀 79
4.9.4 靜電陀螺儀 81
4.9.5 微機械陀螺儀 81
4.9.6 動力調諧陀螺儀 83
4.9.7 陀螺儀的選擇 84
4.10 小結 85
第5章 功率放大器 86
5.1 引言 86
5.2 線性功率放大器 87
5.2.1 線性功率放大器OPA548 87
5.2.2 線性功率放大器PA21(A)/PA25(A)/PA26 90
5.3 脈衝功率放大器 93
5.3.1 半橋脈衝功率放大器L293/L293D 93
5.3.2 全橋脈衝功率放大器LMD18245 95
5.3.3 全橋脈衝功率放大器SA03 99
5.3.4件構建全橋脈衝功率放大器 100
5.3.5 步進電機驅動器THB6064H 101
5.3.6件構建步進電機驅動器 103
5.4 中間驅動級 103
5.4.1 光電耦合器 103
5.4.2 富士IGBT驅動混合集成模塊EXB8×× 104
5.4.3 SKHI繫列混合功率驅動模塊 107
5.5 Maxon集成功率放大器 111
5.6 小結 115
第6章 伺服控制繫統數學建模及誤差分析 116
6.1 引言 116
6.2 伺服控制繫統機理建模 117
6.2.1 帶載直流伺服電動機數學模型 117
6.2.2 帶載直流力矩電動機數學模型 119
6.2.3 速度獲取差分運算數學模型 119
6.2.4 濾波器數學模型 120
6.2.5 PWM變換器數學模型 126
6.2.6 功率放大器數學模型 127
6.2.7 穩速控制繫統數學模型示例 128
6.3 伺服控制繫統實驗辨識 130
6.3.1 正弦掃頻繫統數學模型辨識 130
6.3.2 基於偽隨機二進制序列的繫統數學模型辨識 132
6.4 誤差傳遞與計算 135
6.5件誤差 136
6.6 原理穩態誤差 139
6.7 原理動態誤差 140
6.8 伺服繫統誤差分配 143
6.9 小結 143
第7章 光電工程控制繫統常用控制算法及其實現 144
7.1 引言 144
7.2 常規PID控制 144
7.3 非線性PID控制 149
7.4 自抗擾控制 162
7.5 頻域校正 174
7.5.1 串聯頻域校正 174
7.5.2 復合校正 188
7.6 神經網絡控制 190
7.7 模糊控制 200
7.7.1 模糊控制的數學基礎 200
7.7.2 模糊控制器 205
7.7.3 模糊控制器的設計 206
7.8 自適應控制 209
7.9 復合軸控制 210
7.9.1 雙通道控制理論 211
7.9.2 雙探測器型復合軸控制繫統 212
7.9.3 單探測器型復合軸控制繫統 214
7.9.4 復合軸控制繫統穩定性分析 215
7.9.5 復合軸控制繫統響應速度與跟蹤精度分析 216
7.10 步進電機加速控制 216
7.11 控制算法的實現 218
7.11.1 模擬控制器 218
7.11.2 數字控制器 220
7.12 小結 223
第8章 光電工程伺服控制繫統實例 224
8.1 引言 224
8.2 光電遙感設備通用穩定與跟蹤控制繫統 224
8.2.1 繫統典型技術指標 225
8.2.2 繫統組成及工作方式 226
8.2.3 精跟蹤分繫統參數計算 230
8.2.4 粗跟蹤分繫統參數計算 238
8.2.5 關鍵技術及解決措施 241
8.3 精密光電測試設備跟蹤控制繫統 243
8.3.1 速度環參數計算 244
8.3.2 位置環參數計算 245
8.4 光電攝像記錄繫統 247
8.5 動基座高精度天線伺服控制繫統 256
8.6 激光通信中的復合軸跟蹤控制繫統 258
8.7 飛行模擬器控制繫統 260
8.7.1 繫統主要技術指標 260
8.7.2 繫統組成 260
8.7.3 主繫統控制算法 262
8.8 非平衡負載像面掃描控制繫統 264
8.9 航空光電遙感器鏡筒的自抗擾控制 276
8.10 基於自適應控制的航空遙感器前向像移補償繫統 288
8.11 動態掃描凝視成像控制繫統 294
8.12 小結 301
第9章 伺服控制繫統環境適應性、電磁兼容性及可靠性 303
9.1 引言 303
9.2 環境適應性 303
9.3 電磁兼容性 304
9.4 可靠性 309
9.5 小結 312
參考文獻 313
附錄 318
