现代数控机床伺服及检测技术 第3版PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1伺服系统的组成 1

1.2对伺服系统的基本要求 2

1.3伺服系统的分类 4

1.3.1按调节理论分类 4

1.3.2按使用的驱动元件分类 5

1.3.3按使用直流伺服电机和交流伺服电机分类 5

1.3.4按进给驱动和主轴驱动分类 6

1.3.5按反馈比较控制方式分类 6

1.4伺服系统的发展历史与发展趋势 9

1.4.1伺服系统的发展历史 9

1.4.2数控伺服系统的发展趋势 11

第2章 伺服控制基础知识 12

2.1运算放大器的应用 12

2.1.1反相比例放大器 12

2.1.2反相比例加法运算放大器 13

2.1.3同相比例放大器 14

2.1.4积分运算放大器 15

2.1.5比例积分运算放大器 16

2.1.6运算放大器作为比较器使用 16

2.2电力半导体器件 18

2.2.1晶闸管（SCR） 18

2.2.2其他电力半导体器件介绍 20

第3章 伺服系统常用传感器及检测装置 23

3.1概述 23

3.1.1伺服系统检测装置的作用与要求 23

3.1.2伺服系统检测装置的分类 24

3.2旋转变压器 25

3.2.1结构和工作原理 25

3.2.2旋转变压器的应用 26

3.3感应同步器 27

3.3.1基本原理 28

3.3.2结构 28

3.3.3感应同步器的检测系统 29

3.3.4感应同步器的特点 33

3.3.5感应同步器安装使用的注意事项 34

3.4脉冲编码器 34

3.4.1概述 34

3.4.2增量式光电脉冲编码器 35

3.4.3绝对值式光电脉冲编码器 40

3.5光栅 43

3.5.1光栅的种类与精度 43

3.5.2工作原理 45

3.5.3光栅检测装置 47

3.6磁栅 50

3.6.1磁性标尺 50

3.6.2磁头 51

3.6.3检测电路 53

3.7测速发电机 54

3.7.1交流异步测速发电机 54

3.7.2直流测速发电机 55

第4章 步进电动机及其驱动控制系统 57

4.1步进电动机的种类结构及其工作原理 57

4.1.1反应式步进电动机 57

4.1.2多段反应式步进电动机 61

4.1.3混合式步进电动机 61

4.2步进电动机的特性及选用 63

4.2.1步进电动机的运行性能 63

4.2.2步进电动机的选用 68

4.3步进电动机的控制与驱动 69

4.3.1步进电动机的控制方法 69

4.3.2步进电动机驱动电源设计 71

4.3.3步进电动机与微机的接口技术 76

4.4步进电动机的控制及其程序设计 78

4.4.1步进电动机控制信号的产生及标度变换 78

4.4.2步进电动机的运行控制及程序设计 81

4.4.3步进电动机的变速控制及程序设计 84

第5章 直流伺服电动机及其速度控制 97

5.1直流（DC）伺服电动机概述 97

5.1.1直流伺服电动机的基本工作原理 97

5.1.2直流伺服电动机的基本结构 98

5.1.3直流伺服电动机的分类 101

5.1.4永磁直流伺服电动机 103

5.1.5对直流伺服电动机的要求及选用 107

5.2直流电力拖动控制系统的基本知识 112

5.2.1电力拖动系统的组成 112

5.2.2他励直流电动机的起动 112

5.2.3他励直流电动机的机械特性 114

5.2.4他励直流电动机的人为特性 115

5.2.5直流电动机的调速方法 117

5.2.6直流力矩伺服电动机的特性 118

5.2.7电力拖动控制系统的主要技术指标 120

5.3直流电动机晶闸管供电的速度控制系统 124

5.3.1具有转速负反馈的单闭环晶闸管——电动机调速系统 124

5.3.2 PI调节器与无静差转速负反馈单闭环调速系统 127

5.3.3晶闸管供电转速电流双闭环直流调速系统 129

5.4晶体管直流脉宽（PWM）调速系统 134

5.4.1脉宽调制基本原理 134

5.4.2直流脉宽调速系统的控制电路 145

5.4.3 H型倍频单极式开关放大器工作分析 153

5.5脉宽调速系统实例 159

5.5.1脉宽调制双环可逆调速系统 159

5.5.2双机双轴两相推挽斩波调速系统 162

第6章 交流伺服电动机及其速度控制 166

6.1交流伺服电动机 166

6.1.1交流伺服电动机的分类和特点 166

6.1.2永磁交流伺服电动机 167

6.1.3交流伺服电动机的发展动向 169

6.1.4交流主轴电动机 170

6.2交流电动机调速原理 172

6.2.1交流调速的基本技术途径 172

6.2.2异步电动机的等效电路及机械特性 173

6.2.3交流变频调速系统基本分析 174

6.3变频调速技术 176

6.3.1变频器的分类与特点 176

6.3.2晶闸管交—直—交变频器 180

6.3.3脉宽调制型（PWM）变频器 189

6.3.4正弦波脉宽调制（SPWM）变频器 190

6.4交流电动机的矢量控制调速系统 193

6.4.1概述 193

6.4.2矢量变换的运算功能及原理电路 194

6.4.3磁通的检测 198

6.5矢量变换控制的SPWM调速系统 199

6.6无整流子电动机调速系统 201

6.7交流伺服系统的发展动向 203

第7章 位置伺服系统 204

7.1进给伺服系统的概述 204

7.1.1伺服系统常用的控制方式 204

7.1.2数控机床运动方式对伺服系统的要求 207

7.1.3检测信号反馈比较方式 208

7.2进给伺服系统分析 208

7.2.1进给伺服系统的数学模型 208

7.2.2进给伺服系统的动、静态性能分析 210

7.2.3前馈控制 212

7.2.4位置指令信号分析 213

7.2.5指令值的修正 214

7.3脉冲比较的进给伺服系统 214

7.3.1脉冲比较式进给位置伺服系统 214

7.3.2脉冲比较进给系统组成原理 216

7.3.3脉冲比较电路 217

7.4相位比较的进给伺服系统 219

7.4.1相位伺服进给系统组成原理 219

7.4.2脉冲调相器 220

7.4.3鉴相器 223

7.5幅值比较的进给伺服系统 224

7.5.1幅值伺服系统组成原理 225

7.5.2鉴幅器 226

7.5.3电压—频率变换器 227

7.5.4脉冲调宽式正余弦信号发生器 228

7.6数据采样式进给伺服系统 231

7.6.1数据采样式进给位置伺服系统 231

7.6.2反馈补偿式步进电动机进给伺服系统 233

第8章 直线伺服系统及新型驱动技术 235

8.1直线伺服系统概述 235

8.1.1直线伺服电动机的分类 236

8.1.2直线伺服系统的特点 237

8.2直线感应电动机 238

8.2.1直线感应电动机的基本工作原理 238

8.2.2直线交流伺服系统的控制方法 239

8.3直线伺服系统的应用 242

8.3.1直线伺服系统的原理和性能 242

8.3.2直线电动机的冷却 247

8.3.3直线电动机的选择 247

8.4新型驱动元件 248

8.4.1电滚珠丝杆 248

8.4.2电磁伸缩杆 249

8.4.3球电动机 250

参考文献 252