●章 運動控制繫統基本概念1 1.1運動控制繫統及其組成1 1.2運動控制繫統的分類2 1.3運動控制繫統的執行機構2 1.3.1步進電動機3 1.3.2直流電動機3 1.3.3交流異步電動機4 1.3.4交流同步電動機5 1.3.5無刷直流電動機6 1.4運動控制繫統的性能指標及其執行機構機械特性7 1.4.1運動控制繫統的主要性能指標7 1.4.2運動控制繫統中影響性能指標的因素10 1.4.3運動控制繫統中執行機構的機械特性11 1.5運動控制繫統的歷史和發展19 思考題與習題20 第2章 運動控制繫統的控制策略21 2.1直流調速繫統V-M控制21 2.1.1直流調速繫統數學模型21 2.1.2單閉環直流調速繫統24 2.1.3雙閉環直流調速繫統30 2.2直流電動機調速繫統的工程設計37 2.2.1工程設計任務37 2.2.2雙閉環直流調速繫統主電路結構37 2.2.3繫統電路設計38 2.2.4調節器工程設計44 2.3交流調速繫統變壓變頻控制57 2.3.1變頻調速的本質和意義57 2.3.2交流調速繫統基本控制方式59 2.3.3異步電動機變頻調速原理61 2.4交流調速繫統的矢量控制62 2.4.1三相異步電動機數學模型62 2.4.2三相-兩相靜止坐標變換（3s/2s變換）63 2.4.3兩相靜止兩相旋轉坐標變換（2s/2r變換）64 2.4.4三相異步電動機按轉子磁場定向的矢量控制65 2.5交流調速繫統直接轉矩控制67 2.5.1磁鏈與轉矩估計模塊68 2.5.2基於開關表的直接轉矩控制策略68 2.6位置伺服與多軸控制71 2.6.1單軸位置伺服繫統71 2.6.2多軸運動協調控制技術簡介75 2.6.3多軸運動控制中的插補原理80 思考題與習題89 第3章 運動控制繫統的數字控制91 3.1運動控制繫統傳感器概述91 3.2運動控制繫統中的檢測及濾波技術92 3.2.1旋轉變壓器92 3.2.2光電編碼器96 3.2.3直線光柵101 3.2.4運動控制繫統中其他傳感器簡介105 3.2.5運動控制繫統中的速度檢測與濾波110 3.3運動控制繫統的數字化113 3.3.1量化與編碼114 3.3.2采樣頻率的選擇115 3.3.3數字運動控制繫統的輸入與輸出變量115 3.3.4數字PI調節器的實現116 思考題與習題117 第4章 運動控制繫統中的脈寬調制118 4.1直流脈寬調制變換器119 4.1.1直流PWM變換器的電路結構與工作原理119 4.1.2直流PWM變換器的控制特性122 4.2可逆直流調速繫統123 4.2.1直流調速繫統的可逆運行與可逆電路124 4.2.2可逆直流調速繫統環流問題簡介126 4.3交流PWM變頻器主回路128 4.4交流PWM控制技術129 4.4.1正弦波脈寬調制（SPWM）技術129 4.4.2消除指定次數諧波的PWM（SHEPWM）控制技術130 4.4.3電流跟蹤PWM（CFPWM）控制技術131 4.5電壓空間矢量PWM控制技術133 4.5.1空間矢量的定義133 4.5.2電壓與磁鏈空間矢量的關繫135 4.5.3PWM逆變器輸出的基本電壓矢量135 4.5.4正六邊形空間旋轉磁場136 4.5.5預期電壓空間矢量的合成138 4.5.6SVPWM的實現140 4.5.7SVPWM控制的定子磁鏈分析141 思考題與習題143 第5章 運動控制繫統中的智能控制144 5.1模糊控制原理概述144 5.1.1模糊控制繫統的組成與特點144 5.1.2模糊控制基本原理145 5.1.3模糊控制繫統的分類146 5.2模糊控制器150 5.2.1模糊控制器的組成150 5.2.2模糊控制器的結構151 5.3模糊控制過程153 5.3.1精確量的模糊化153 5.3.2模糊數據庫154 5.3.3模糊控制規則156 5.3.4模糊控制算法157 5.3.5解模糊判決159 5.4基於模糊控制的運動控制繫統舉例161 5.5人工神經網絡概述166 5.6基於神經網絡的運動控制繫統設計167 5.6.1神經網絡轉速估計基本原理167 5.6.2神經網絡在調速繫統轉速估計中的應用168 思考題與習題172 第6章 運動控制繫統中的通信技術173 6.1運動控制繫統中的現場總線通信173 6.1.1現場總線概述173 6.1.2基於現場總線的運動控制繫統架構178 6.2ABB AC500繫列控制器通信繫統概述183 6.2.1AC500中的I/O總線184 6.2.2AC500控制器CPU中的通信接口介紹184 6.2.3AC500繫列控制器的通信接口連接186 思考題與習題188 第7章 運動控制繫統驅動器的設計189 7.1驅動器的總體性能要求和設計任務189 7.2運動控制繫統驅動器設計過程189 7.2.1運動控制繫統驅動器硬件設計189 7.2.2運動控制繫統驅動器軟件設計194 7.2.3設計結果驗證199 7.3ABB驅動器——ACS880簡介200 思考題與習題203 第8章 運動控制繫統的集成與設計204 8.1PLC控制繫統設計205 8.1.1設計的基本原則205 8.1.2設計的基本內容205 8.1.3設計的一般步驟206 8.1.4PLC硬件繫統設計206 8.1.5提高控制繫統可靠性的措施213 8.2ABBAC500繫列PLC運動控制器214 8.3項目案例216 8.3.1基於AC500的液壓送料機216 8.3.2基於AC500的自動停車場220 思考題與習題221 參考文獻222
內容簡介
《運動控制繫統原理及應用》首先介紹了運動控制繫統的基本概念，讓讀者對運動控制繫統的基本組成和應用背景有較為基本的認識；進而結合相關產品及項目實例分別介紹幾種常見的運動控制策略、數字化部件、脈寬調制技術、智能控制技術及人機通信技術等，讓讀者對運動控制繫統各部分原理和組成進行更加繫統性的學習；很後以生產實例引導讀者進行繫統設計、集成的思考。
