运动控制系统原理、结构与设计PDF电子书下载

前言 1

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2运动控制系统分类与特点 3

1.3运动控制系统功能设计 8

1.4运动控制系统设计关键技术 9

1.5最新进展 10

1.6本书章节安排 12

第二章 ADSP-2181原理与系统设计 13

2.1ADSP-21xx系列定点DSP结构 13

2.1.1基本内核结构 13

2.1.221xx系列定点DSP结构与选型 14

2.1.321xx系列定点DSP特点 17

2.2ADSP-2181应用系统设计 20

2.2.12181资源 20

2.2.22181应用系统设计 22

2.3ADSP-2181PM／DM／IO扩展 25

2.3.12181基本系统配置 25

2.3.2程序存储器（PM）扩展 27

2.3.3数据存储器（DM）扩展 28

2.3.4I／O扩展 28

2.3.5复合存储器扩展 29

2.4ADSP-2181DMA功能与扩展 31

2.4.1BDMA功能 31

2.4.2IDMA功能 32

2.4.3总线请求与确认 36

2.5ADSP-2181串口扩展 37

2.6本章小结 38

第三章 传感与反馈系统 39

3.1转换原理与结构 39

3.1.1A／D转换原理与结构 40

3.1.2V／F原理与结构 43

3.2常用转换器选型 44

3.2.1A／D转换器选型 45

3.2.2V／F转换器选型 51

3.3电学量检测原理与系统设计 51

3.4机械量检测原理与系统设计 52

3.4.1位移／位置量检测方法 52

3.4.2速度量检测方法 56

3.4.3加速度量检测方法 56

3.5力学量检测原理与系统设计 57

3.6传感与反馈系统设计注意事项 58

3.7本章小结 60

第四章 伺服电机与运动控制系统 61

4.1驱动电机分类与选择 61

4.2直流电机与伺服驱动 62

4.2.1直流电机控制原理 62

4.2.2直流电机PWM控制 65

4.2.3直流电机D／A控制 75

4.2.4直流电机混合控制 78

4.3交流电机与伺服驱动 79

4.3.1交流异步电机控制原理 79

4.3.2恒U／f比变频调速与SPWM调速 80

4.3.3磁链跟踪控制 84

4.3.4磁束矢量控制原理与系统实现 85

4.3.5直接转矩控制原理与系统实现 88

4.4本章小结 89

第五章 数据通讯系统设计（一） 90

5.1数据通讯系统结构 90

5.2RS-232通讯网络 91

5.2.1RS-232硬件电路设计 91

5.2.2RS-232数据通讯程序设计 95

5.2.3RS-232数据通讯网络实现注意事项 99

5.3RS-485通讯网络 100

5.3.1RS-485硬件电路设计 100

5.3.2RS-485数据通讯程序设计 104

5.3.3RS-485数据通讯网络实现注意事项 106

5.4本章小结 106

第六章 数据通讯系统（二） 107

6.1CAN总线通讯网络 107

6.1.1CAN硬件电路设计 108

6.1.2CAN数据通讯程序设计 115

6.1.3CAN数据通讯网络实现注意事项 119

6.2USB总线通讯网络 120

6.2.1USB硬件电路设计 120

6.2.2USB数据通讯程序设计 125

6.2.3混合式串行数据通讯系统设计 126

6.2.4USB数据通讯网络实现注意事项 127

6.3并行数据通讯系统 128

6.4本章小结 131

第七章 可编程芯片与嵌入式系统（一） 134

7.1可编程芯片简介 134

7.2GAL16V8芯片系统设计 136

7.2.1工作模式和组态 137

7.2.2常用开发工具 138

7.2.3GAL16V8开发实例 139

7.2.4GAL器件开发注意事项 144

7.3PSD芯片系统设计 144

7.3.1PSD系列芯片基本特征 145

7.3.2PSD813Fx芯片功能 145

7.3.3PSD813Fx芯片开发过程 151

7.3.4PSD芯片开发注意事项 154

7.4本章小结 154

第八章 可编程芯片与嵌入式系统（二） 155

8.1CPLD／FPGA芯片特点 155

8.2CPLD芯片系统设计 155

8.2.1EPM7128芯片基本特征 156

8.2.2EPM7128芯片功能 157

8.2.3EPM7128S芯片开发过程 159

8.2.4EPM7128S芯片开发注意事项 168

8.3FPGA芯片系统设计 169

8.3.1FLEX6000芯片基本特征 169

8.3.2EPF6016芯片功能 170

8.3.3EPF6016芯片开发过程 171

8.3.4EPF6016芯片开发注意事项 176

8.4本章小结 176

第九章 PC-based运动控制系统设计 177

9.1微机原理简介 177

9.1.1PC主板结构 178

9.1.2常用芯片组 178

9.1.3芯片组架构 179

9.1.4微机总线 180

9.2ISA总线及板卡设计原理 181

9.2.1ISA总线特点 181

9.2.2ISA总线板卡设计原理 183

9.2.3ISA总线板卡常用结构 184

9.2.4其他ISA总线 185

9.3PCI总线及板卡设计原理 185

9.3.1PCI总线特点 186

9.3.2PCI总线板卡设计原理 187

9.3.3PCI板卡常用结构 189

9.3.4其他PCI总线 190

9.4板卡驱动程序设计 192

9.4.1驱动程序类型 192

9.4.2WDM模型结构 193

9.4.3常用开发工具 194

9.4.4WinDriver板卡驱动程序开发 195

9.5PC-based运动控制程序设计 198

9.6本章小结 202

第十章 PID控制与实现 203

10.1PID控制概述 203

10.1.1PID控制原理 203

10.1.2PID控制特点 204

10.1.3PID控制的应用 205

10.1.4PID控制器的参数整定 205

10.2比例（P）控制环节 206

10.3积分（Ⅰ）控制环节 207

10.4比例积分（PI）控制 208

10.5微分（D）及比例微分（PD）控制环节 209

10.6比例积分微分（PID）控制 211

10.7控制方式的选择 212

10.8PID控制器的参数整定 213

10.8.1参数整定的说明 213

10.8.2临界比例度法 213

10.8.3衰减曲线法 214

10.8.4经验法 215

10.9PID控制实例 216

10.9.1系统硬件组成 216

10.9.2建模与仿真 216

10.9.3上位机控制的实现 223

10.10本章小结 223

第十一章 模糊控制技术与实现 224

11.1概述 224

11.1.1模糊控制的背景起源及特点 224

11.1.2模糊控制的发展阶段与应用概况 225

11.2模糊理论的数学基础 226

11.2.1经典集合及其运算 226

11.2.2模糊集合及其运算 227

11.2.3模糊集合与经典集合的联系 229

11.2.4关于隶属函数 229

11.3模糊逻辑与模糊推理 230

11.3.1模糊逻辑 230

11.3.2模糊推理 231

11.4模糊控制技术基础 234

11.4.1模糊控制基本原理 234

11.4.2模糊化方法 234

11.4.3解模糊方法 236

11.4.4模糊控制规则及控制算法 237

11.5模糊控制器的设计 239

11.5.1模糊控制器的基本结构 239

11.5.2模糊控制器的结构设计 240

11.6模糊控制应用实例 240

11.7本章小结 242

第十二章 运动控制系统实例（一） 243

12.1溜冰机器人运动控制系统实例 243

12.1.1溜冰机器人原理与结构 243

12.1.2溜冰机器人非完整运动学状态空间方程 244

12.1.3溜冰机器人控制系统设计 246

12.2自动导引车运动控制系统实例 249

12.2.1AGV结构与原理 249

12.2.2运动学假设与分析 250

12.2.3非完整运动学状态空间的建立 251

12.2.4AGV控制器设计 252

12.2.5运动控制程序设计 257

第十三章 DAS运动控制系统实例（二） 262

13.1多机器人协调吊装实验平台实例 262

13.1.1系统功能与结构 262

13.1.2硬件电路设计 263

13.1.3软件设计 266

13.1.4控制算法 268

13.2倒立摆运动控制实例 268

13.2.1单级倒立摆机械系统结构 269

13.2.2倒立摆运动控制系统 269

13.2.3运动控制算法 271

13.3旋翼直升机运动控制系统实例 274

13.3.1刚体与非完整系统假定 274

13.3.2非完整运动学状态空间方程的建立 274

13.3.3基于极点配置法的全状态反馈控制器设计 277

13.3.4嵌入式运动控制器硬件设计 279

13.3.5PWM信号占空比的确定 280

参考文献 284

附录 298