第1章 伺服系统概述 1
1.1伺服系统的基本概念 1
伺服系统的定义 1
伺服系统的组成 1
伺服系统性能的基本要求 1
伺服系统的种类 2
1.2伺服系统的发展过程 2
1.3交流伺服系统的构成 3
交流伺服电机 4
功率变换器 5
传感器 6
控制器 6
1.4交流伺服系统的分类 7
按伺服系统控制信号的处理方法分类 7
按伺服系统的控制方式分类 9
1.5交流伺服系统的常用性能指标 10
1.6伺服系统的发展趋势 12
第2章 感应电机伺服控制系统 15
2.1感应电机伺服控制系统的构成 15
2.2感应电机的数学模型与坐标变换 17
矢量控制的基本思路 17
在三相静止坐标系下感应电机的数学模型 18
坐标变换 22
2.3感应电机的矢量控制 27
转子磁场定向M-T坐标系中的基本方程 27
转差频率控制 30
解耦控制 32
磁通与电流控制 34
坐标变换的实现 34
弱磁控制 35
M-T坐标系下感应电机矢量控制伺服系统的构成 37
2.4伺服控制感应电机的等效直流电机常数 38
伺服控制感应电机的等效电路 38
伺服控制感应电机的等效直流电机常数 40
伺服控制感应电机的特性框图与时间常数 42
2.5关于感应电机的直接转矩控制 43
第3章 永磁同步电机伺服控制系统 45
3.1永磁同步电机伺服控制系统的构成 45
3.2永磁同步电机的结构与工作原理 45
3.3永磁同步电机的数学模型 50
永磁同步电机的基本方程 50
永磁同步电机的d、q轴数学模型 53
3.4正弦波永磁同步电机的矢量控制方法 55
id＝0控制 56
最大转矩控制 56
弱磁控制 57
cosφ＝1控制 58
最大效率控制 59
永磁同步电机的参数与输出范围 60
3.5交流伺服电机的矢量控制系统 62
状态方程与控制框图 62
解耦控制与坐标变换的实现 63
电流控制器的分析与设计 66
速度控制器的设计 70
位置控制器的设计 73
d-q坐标系下永磁同步伺服电机矢量控制系统的构成 76
3.6永磁同步伺服电机的设计要点 78
电机主要尺寸的确定 78
电动势的正弦化设计 79
定位转矩的抑制技术 80
第4章 交流伺服系统的功率变换电路 82
4.1交流伺服系统功率变换主电路的构成 82
4.2功率开关器件 84
功率晶体管（GTR） 84
金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET） 89
绝缘栅双极型晶体管（IGBT） 96
4.3功率变换主电路的设计 104
逆变电路的设计 104
缓冲电路的设计 106
整流电路的设计 109
滤波电路的设计 110
制动电路的设计 111
4.4 PWM控制技术 112
正弦波脉宽调制（SPWM）控制技术 113
电流跟踪型PWM控制技术 118
电压空间矢量PWM控制技术 121
第5章 交流伺服系统常用的传感器 130
5.1位置传感器 130
旋转变压器 130
感应同步器 134
旋转变压器-数字转换器 136
光电编码器 140
磁性编码器 146
几种传感器的对比 150
5.2速度传感器 151
测速发电机 151
数字转速传感器 155
5.3电流传感器 157
霍尔电流传感器 157
电流检测IC 160
电阻＋绝缘放大器 160
5.4电压传感器 161
5.5温度传感器 161
第6章 交流伺服系统常用的控制策略 164
6.1基于滞回单元的有限时间整定控制 164
基于滞回单元的有限时间整定控制的原理 164
滞回（HYS）单元 167
6.2非线性规范模型跟踪控制 169
非线性规范模型跟踪控制的原理 169
鲁棒补偿器的设计 170
6.3 2自由度控制 172
2自由度控制系统的定义 172
2自由度控制系统的结构形式 173
2自由度控制系统的设计 174
2自由度PID控制 177
6.4 H∞控制 181
交流伺服系统的灵敏度函数和补灵敏度函数 181
H∞混合灵敏度问题 182
加权函数的选择及H∞鲁棒控制器的设计 184
6.5自适应控制 184
自校正控制系统（STCS） 185
模型参考自适应控制系统（MRACS） 185
6.6滑模变结构控制 188
滑模变结构控制原理 188
滑模变结构控制的基本设计方法 192
6.7 智能控制 194
专家系统及专家控制 195
模糊控制 195
神经网络控制 196
学习控制 196
预测控制 196
6.8交流伺服电机的高性能控制——机械谐振系统的振动控制 197
控制对象及问题的提出 197
谐振的各种控制方法 198
第7章 直接驱动交流伺服系统 206
7.1概述 206
7.2直接驱动伺服系统 206
直接驱动伺服系统的特点 206
直接驱动伺服电机应具备的特性 207
直接驱动伺服电机的结构及安装形式 208
直接驱动伺服电机的分类 209
7.3直接驱动交流伺服电机的研究与发展 211
电磁型直接驱动交流伺服电机 211
动电型直接驱动交流伺服电机 218
7.4关于直接驱动伺服电动机的控制策略 218
7.5直接驱动伺服电机的发展方向分析 219
第8章 直线交流伺服系统 221
8.1概述 221
8.2直线电动机的工作原理 221
8.3直线电动机的分类 222
按结构型式分类 222
按功能用途分类 224
按工作原理分类 225
8.4直线感应电机技术 225
直线感应电动机的基本结构 225
直线感应电动机的基本工作原理 227
直线感应电机的基本特性 228
直线感应电机的矢量控制 230
8.5直线永磁同步电机 232
直线永磁同步电机的基本结构 232
直线永磁同步电机的基本工作原理 233
直线永磁同步电机的分类 234
直线永磁同步电机的d、q轴数学模型 242
8.6高频响、短行程直线伺服电机 244
直流型高频响、短行程直线伺服电机 244
磁阻型高频响、短行程直线伺服电机 246
8.7直线步进电动机 248
直线步进电动机的工作原理 249
直线步进电动机的结构分析 252
8.8关于直线交流伺服电机的控制策略 254
传统的控制策略 255
现代控制策略 255
智能控制策略 256
8.9高速机床直线电机进给伺服系统 256
直线电机直接驱动的优点 256
直线电机直接驱动存在的关键技术问题 258
直线交流伺服电机系统的主要指标及参数 259
直线电机伺服系统的发展趋势 259
附录 261
附录A 直流伺服电机的主要用语与定义 261
附录B 永磁同步伺服电机参数的等效直流电机换算 261
参考文献 264