伺服系统原理与设计PDF电子书下载

目录 1

第一章 概论 1

1-1 发展简况 1

1-2 伺服系统的组成原理及其基本特征 2

第二章 伺服系统的测速与测角（位移） 7

2-1 概述 7

2-2 角速度的检测 7

1．测速发电机 8

2．测速电桥 10

3．光电测速盘 12

4．速率陀螺 13

2-3 用典型元件测角（位移） 14

1．电位计 14

2．差动变压器和微同步器 16

3．自整角机与旋转变压器 17

4．感应同步器 19

5．三自由度陀螺 20

2-4 双通道测角线路 21

2-5 扫描测量 24

1．圆锥扫描 24

2．扇形扫描 28

2-6 脉冲比较测角（位移） 30

习题 33

第三章 伺服系统的信号转换电路 35

3-1 伺服系统中常见的信号转换电路的类型 35

3-2 相敏整流线路 36

1．开关式相敏整流线路 37

2．用模拟乘法器作相敏解调器 41

3．相敏整流集成芯片 41

3-3 振幅调制线路 43

1．开关式振幅调制线路 43

2．用模拟乘法器作振幅调制器 45

3．振幅调制集成芯片 45

3-4 相位调制线路 46

3-5 脉冲宽度调制（PWM）线路 46

3-6 电压—频率转换（V/F）电路 49

3-7 频率—电压转换（F/V）电路 50

3-8 数字—自整角机／旋转变压器转换（DSC/DRC） 54

1．数字—自整角机转换器 54

2．数字—旋转变压器转换器 57

3-9 自整角机／旋转变压器—数字转换器（SDC-RDC） 58

1．自整角机—数字转换器 58

2．旋转变压器—数字转换器 63

习题 64

第四章 伺服系统的特性及提高系统品质的方法 65

4-1 系统品质与系统特性 65

1．系统特性与稳态精度的关系 66

2．系统特性与其过渡过程品质的关系 68

4-2 常用的线性补偿 71

1．串联补偿 71

2．顺馈补偿 74

3．负反馈补偿 76

4．正反馈补偿的应用 83

1．扰动补偿的不变性原理 84

4-3 复合控制与扰动间接测量补偿技术 84

2．复合控制伺服系统 89

3．复合控制双传动伺服系统 92

4．模型跟踪控制系统 95

5．扰动的间接测量补偿技术 97

4-4 非线性补偿技术在伺服系统中的应用 102

1．采用非线性速度阻尼的系统 102

2．采用非线性积分器和非线性PI调节器 105

3．采用双模或多模控制技术 106

4-5 干摩擦对系统的影响及其改善 107

1．干摩擦造成系统低速不平滑 108

2．减小低速“跳动”的措施 111

4-6 机械谐振对系统的影响及其补偿 116

1．传动轴弹性变形造成的机械谐振 117

2．消除或补偿机械谐振影响的措施 120

4-7 传动间隙对系统的影响及其补偿 124

1．传动间隙对系统性能的影响 126

2．消除或补偿传动间隙对系统的影响 127

习题 132

5-1 设计概述 135

第五章 系统的稳态设计 135

5-2 负载的分析计算 138

1．几种典型负载 138

2．负载的折算 140

3．负载的综合计算 143

5-3 执行元件的选择 148

1．单轴传动的电机选择 148

2．一般高速执行电机的选择 153

1．检测装置的选择与设计 161

5-4 检测装置、信号转换线路、放大装置及电源线路等的设计与选择 161

2．信号选择电路的设计 166

3．放大装置的设计 168

4．电源设备等装置的设计 169

5-5 信号转换及相关接口的设计 170

1．RDC相关接口电路设计 170

2．DRC相关接口电路设计 178

5-6 利用铭牌数据和经验公式推导系统的传递函数 179

1．直流随动系统的传递函数推导 179

2．采用两相异步机的交流随动系统传递函数推导 184

3．采用三相电动机的交流随动系统传递函数的推导 186

习题 188

第六章 设计补偿装置的对数频率法 190

6-1 引言 190

6-2 希望特性的绘制 191

6-3 补偿装置的设计 198

1．串联补偿装置的设计 198

2．负反馈补偿的设计 200

6-4 考虑降低灵敏度的设计 204

6-5 复合控制系统的设计 208

1．利用串入PI调节器的设计 211

2．利用间接测量输入的补偿设计 213

6-6 交流载频系统中对信号传递的要求 214

1．零相角条件的表达式 216

2．等效传递函数 219

6-7 交流载频系统补偿装置的设计 223

1．“谐振”补偿电路的设计计算 223

2．开关”补偿电路的设计 234

习题 236

第七章 最优传递函数设计方法 239

7-1 引言 239

7-2 最优传递函数 240

1．目标函数为J1时的最优传递函数 240

2．ITAE最优传递函数 248

7-3 状态反馈的设计 251

1．全状态反馈的设计 251

2．Ⅱ型系统的设计问题 254

3．部分状态反馈的设计 258

7-4 输出反馈补偿设计及其它 264

习题 269

第八章 伺服系统举例 270

8-1 火炮方位伺服系统 270

8-2 锁相可逆调速系统 275

8-3 VCD放像机的伺服系统 282

1．主轴伺服系统与切向伺服系统 284

2．高低伺服系统与聚焦伺服系统 287

3．进给伺服系统与循迹伺服系统 288

4．倾斜伺服系统 290

8-4 应用于飞行试验仿真系统中的交流伺服系统 293

1．伺服电机、驱动装置及位置检测 294

2．数字控制器及相关电路 296

3．伺服系统的控制程序 304

4．伺服系统的保护 306

第九章 滑模控制与重复控制在伺服系统中的应用 307

9-1 伺服系统的滑模控制 307

1．二阶系统开关控制举例 307

2．滑动模态 310

3．伺服系统滑模控制设计 313

9-2 重复控制原理及其应用 319

1．重复控制原理 319

2．重复控制系统的稳定性 324

3．重复控制系统的设计方法 326

主要参考文献 329

附录一 常用补偿电路及其特性 332

附录二 常用有源补偿电路及其特性 334

附录三 常用Laplace变换表 337