伺服系统与机床电气控制PDF电子书下载

绪论 1

第一篇 伺服系统 1

第一章 半导体变流技术 1

第一节 晶闸管 1

一、晶闸管的结构和工作原理 1

二、晶闸管的特性 7

三、晶闸管的主要参数 8

第二节 单相可控整流电路 12

一、单相半波可控整流电路 12

二、单相桥式半控整流电路 17

第三节 三相可控整流电路 25

一、三相半波可控整流电路 25

二、三相桥式全控整流电路 30

第四节 晶闸管的触发电路 35

一、单结晶体管触发电路 36

二、锯齿波同步触发电路 39

三、集成触发电路 42

第五节 有源逆变电路 45

一、逆变的概念及产生逆变的条件 45

二、三相半波逆变电路 49

第六节 晶闸管的保护 51

一、过电压保护 51

二、过电流保护 55

思考题与习题一 57

一、自动控制系统 59

第二节 开环控制和闭环控制 59

二、开环控制 59

第一节 引言 59

第二章 自动控制理论基础 59

三、闭环控制 60

第三节 控制系统的数学模型 62

一、数学模型 62

二、传递函数 62

三、典型环节的传递函数 65

四、结构图 66

五、结构图的等效变换 68

六、反馈控制系统的传递函数 72

第四节 控制系统时域分析 72

一、控制系统典型的外作用 73

二、一阶系统的单位阶跃响应 73

三、二阶系统的单位阶跃响应 74

四、稳定性及稳定判据 75

五、系统的稳态误差 77

第五节 系统的频率特性 79

一、频率特性的基本概念 79

二、典型环节对数幅相特性曲线 81

三、系统开环频率特性(波特图) 83

四、稳定判据 85

五、系统闭环频率特性 86

第六节 控制系统的校正 87

一、串联校正 87

二、反馈校正 89

思考题与习题二 91

第三章 常用驱动元件 93

第—节 步进电机 93

一、步进电机的种类和结构 93

二、步进电机的工作原理 94

三、步进电机的主要特性 96

四、步进电机的选用 97

五、电液脉冲马达 98

第二节 直流伺服电机 99

一、小惯量直流伺服电机 99

二、宽调速直流伺服电机 100

第三节 交流伺服电机 103

一、交流伺服电机的基本结构与工作原理 103

二、交流伺服电机的控制方式 104

三、交流伺服电机的运行特性 106

第四节 直线电动机 107

一、直线电动机的结构和工作原理 107

二、直线电动机的特点及应用 108

思考题与习题三 108

一、旋转变压器的结构 109

第四章 检测装置 109

第一节 旋转变压器 109

二、旋转变压器的工作原理 110

第二节 感应同步器 112

一、感应同步器的结构 112

二、感应同步器的工作原理 112

三、感应同步器的工作方式 114

第三节 光栅 115

一、光栅的种类及结构 115

二、光栅的工作原理 115

第四节 磁栅 118

一、磁性标尺 118

二、磁头 118

一、工作原理 120

第五节 编码盘 120

三、检测方法 120

二、码盘的种类 122

思考题与习题四 122

第五章 步进式伺服系统 123

第一节 环形分配器 123

一、普通环形分配器 124

二、专用集成电路 125

三、软件脉冲分配法 126

第二节 步进电机的驱动功率放大器 131

一、对功率放大器的要求和分类 131

二、提高驱动电源性能的措施 132

三、常见功率放大器 134

思考题与习题五 142

一、直流电动机调速的方法与稳态调速指标 143

第六章 直流伺服系统 143

第一节 单闭环直流调速系统 143

二、转速负反馈有静差调速系统 145

三、单闭环调速系统的限位保护——电流截止负反馈 149

四、转速负反馈无静差调速系统 150

五、单闭环调速系统实例 152

第二节 转速、电流双闭环调速系统 153

一、双环系统的组成和静特性 153

二、转速、电流双闭环系统的动态性能 156

三、双闭环系统的抗扰性 160

第三节 可逆调速系统 161

一、晶闸管—电动机系统的可逆线路和回馈制动 161

二、两组晶闸管装置可逆系统中的环流 164

三、可控环流的可逆调速系统 166

四、逻辑无环流可逆系统 167

第四节 大功率晶体管脉宽调制(PWM)调速系统 170

一、脉宽调制系统主回路的工作原理 171

二、脉宽调速系统的控制电路 176

思考题与习题六 180

第七章 交流伺服系统 181

第一节 变频调速基础 181

一、晶闸管变频器工作原理 181

二、异步电动机在调频时的机械特性 183

三、变频调速时的传递函数 187

第二节 交—直—交变频器 188

一、电压型变频器 188

二、电流型变频器 195

三、PWM变频器 197

一、异步电动机变频调速控制系统的主要控制环节 201

第三节 异步电动机变频调速控制系统 201

二、转速开环系统 207

三、U/f的PWM控制系统 209

四、转差频率控制系统 209

第四节 异步电动机矢量变换控制系统 210

一、异步电动机坐标变换原理 210

二、矢量控制系统 219

思考题与习题七 221

第八章 位置随动系统 222

第一节 概述 222

一、伺服系统常用的控制方式 222

二、数控机床运动方式对伺服系统的要求 224

第二节 脉冲比较伺服系统 225

一、脉冲比较伺服系统组成原理 225

三、检测信号反馈比较方式 225

二、脉冲比较电路 226

第三节 相位比较伺服系统 227

一、相位比较伺服系统组成原理 227

二、脉冲调相器 228

三、鉴相器 230

第四节 幅值比较伺服系统 231

一、幅值比较伺服系统的组成原理 232

二、鉴幅器 233

三、极性处理电路和电压/频率变换器 234

四、正余弦信号发生器 234

思考题与习题八 237

二、典型伺服进给系统的组成环节及其数学模型 238

一、控制系统的一般结构与传递函数 238

第一节 闭环伺服系统的数学描述 238

第九章 闭环伺服系统性能分析 238

三、典型伺服进给系统的传递函数 241

第二节 闭环伺服系统的分析 243

一、系统的稳定性 243

二、稳态性能分析 244

三、动态过程分析 246

第三节 对位置伺服系统的要求 249

一、开环增益 249

二、位置精度 250

三、调速范围 250

四、速度误差系数 251

五、伺服系统的可靠性 253

思考题与习题九 253

一、电磁机构 255

第一节 电器的基本知识 255

第十章 常用低压电器 255

第二篇 机床电气控制 255

二、电器的触头和电弧 258

第二节 常用低压电器及其选择 259

一、开关电器 259

二、熔断器 262

三、主令电器 262

四、接触器 263

五、继电器 264

思考题与习题十 270

第十一章 机床电气控制的基本环节 271

第一节 电气控制系统图 271

一、电气控制系统图中的图形符号、文字符号和回路标号 271

二、电气原理图 273

第二节 三相笼型异步电动机全压启动控制电路 274

一、单向长动、点动、长点动控制环节 274

二、正反转控制环节 275

三、多处启停控制环节 277

四、顺序启停控制环节 278

第三节 三相笼型异步电动机降压启动控制线路 278

一、定子电路串电阻减压启动 279

二、Y-△减压启动 279

三、自耦变压器减压启动 280

第四节 三相绕线转子电动机(绕线型异步电动机)转子串电阻启动 280

第五节 三相笼型异步电动机变极调速控制 281

一、变极调速原理 281

第六节 三相笼型异步电动机的制动控制 283

一、反接制动 283

二、变极调速的主、控电路 283

二、能耗制动 285

第七节 直流电动机控制 286

一、概述 286

二、他励直流电动机的控制电路 289

思考题与习题十一 291

第十二章 典型机床的电气控制线路分析 292

第一节 C650卧式车床的电气控制 292

一、主要结构及运动形式 292

二、电力拖动的控制要求 292

三、电气控制线路分析 293

第二节 M7130平面磨床的电气控制 295

一、主要结构及运动形式 295

二、电力拖动形式和控制要求 295

三、电气控制电路分析 296

第三节 Z3040摇臂钻床的电气控制 297

一、主要结构及运动形式 298

二、电力拖动形式及控制要求 299

三、电气控制线路分析 299

第四节 X62W卧式万能铣床的电气控制 302

一、主要结构和运动形式 302

二、电力拖动形式及控制要求 303

三、电气控制线路分析 303

第五节 T68型卧式镗床的电气控制 307

一、主要结构和运动形式 307

二、电力拖动形式及控制要求 308

三、电气控制线路分析 308

思考题与习题十二 312

参考文献 313