目 录 1
第一章微机控制系统组成分类 1
1.1概论 1
1.2 电子机械实时计算机控制系统的组成 1
1.3输入输出接口与过程通道 4
1.3.1模拟量输入通道 4
1.3.2数字量输入通道 4
1.3.3模拟量输出通道 5
1.3.4数字量输出通道 6
1.3.5输入输出接口 6
1.4 传感器 6
1.4.1感应同步器 7
1.4.2光栅及光敏元件 9
1.4.3增量码盘和绝对码盘 11
1.4.4激光测量 13
1.4.5直流测速发电机 14
1.4.6电子测速器 15
1.4.7数字测速 17
1.5执行机构 17
1.5.1执行元件 17
1.5.2机械传动系统 18
1.5.3传动系统轴际参数的换算 18
1.6控制系统设计方法 20
1.6.1标准总线模块化设计 21
1.6.2基于单片机的控制系统设计 23
1.6.3可编程控制器（PC）控制系统 25
1.7控制系统分类 25
1.7.1开环控制系统 26
1.7.2闭环控制系统 26
1.7.3速度控制系统 26
1.8.1 针式打印机打印头－字车驱动系统 27
1.7.4位置控制系统 27
1.8 电子机械微机控制系统实例 27
1.8.2磁盘驱动器磁头快速定位系统 28
思考题与习题 29
第二章步进电机的微机控制系统 31
2.1 步进电机的工作原理和结构 31
2.1.1工作原理 31
2.1.2类型及结构 33
2.2步进电机的主要性能指标 36
2.2.1步距角及步距误差 36
2.2.2静转矩特性 37
2.2.3动态特性 38
2.3步进电机的驱动电路 40
2.3.1单电压驱动电路 40
2.3.2高低压驱动电路 41
2.3.3斩波恒流驱动 44
2.3.4双极性驱动 46
2.4步进电机的细分驱动 49
2.5步进电机的开环控制系统 52
2.5.1 系统组成 52
2.5.2电路结构 53
2.5.3相序控制 54
2.5.4速度控制 55
2.6步进电机的闭环控制系统 61
2.6.1换相角与超前角 61
2.6.2转子位置检测 63
2.6.3可变延时闭环转速控制 63
2.6.4使用目标位置伺服的步进电机闭环系统 65
思考题与习题 66
3.1.1 转矩及反电动势产生原理 67
3.1直流伺服电动机 67
第三章直流电动机及交流电动机的微机控制系统 67
3.1.2电流换向原理 68
3.1.3直流电动机的数学模型 70
3.1.4直流电动机的特性 72
3.1.5工作状态和能量关系 74
3.1.6电机结构形式的选择 74
3.2直流伺服电动机的线性放大器驱动 75
3.2.1 单向控制与双向控制 75
3.2.2电压控制与电流控制 76
3.2.3输出级设计 77
3.3直流伺服电动机脉宽调制（PWM）放大器驱动 80
3.3.1脉宽调制器 80
3.3.2运行方式和特性分析 81
3.3.3 PWM集成驱动芯片的使用 86
3.4.1 概述 87
3.4直流电动机的伺服控制系统 87
3.4.2速度控制系统 88
3.4.3位置控制系统 90
3.4.4转矩控制系统 91
3.4.5混合控制系统 91
3.5直流电动机微机控制的基本问题 92
3.6直流电动机微机速度控制系统 93
3.7直流电动机双模式微机控制系统 96
3.8交流电动机变频调速的微机控制系统 102
3.8.1交流电动机及控制简介 102
3.8.2矢量变换控制的基本概念 102
3.8.3交流电动机矢量变换控制系统 104
思考题与习题 105
4.2.1 PC的特点与功能 107
4.2可编程控制器（PC） 107
第四章顺序控制系统及数字程序控制系统 107
4.1顺序控制概述 107
4.2.2 PC的组成和工作原理 108
4.3 PC的编程方法 114
4.3.1程序表达方式 114
4.3.2 PC的指令及编程方法 116
4.4数字程序控制 122
4.4.1概述 122
4.4.2逐点比较插补法 122
4.4.3数字积分插补法 128
4.4.4数字程序控制系统的硬件实现 132
思考题与习题 133
第五章微机过程控制 134
5.1 概述 134
5.1.1 过程控制 134
5.2 PID控制原理 135
5.1.2直接数字控制系统 135
5.3 PID控制规律的离散化设计 136
5.3.1 PID控制规律的离散化 137
5.3.2 PID算法的程序实现 138
5.3.3二阶工程设计法 138
5.4标准PID算法的改进 140
5.4.1 防止积分整量化误差的方法 140
5.4.2“饱和”作用的抑制 141
5.4.3纯滞后的补偿算法 143
5.5 PID数字控制器的参数选择 146
思考题与习题 150
附录一 用IBM-PC并行口实现步进电机开环控制 151
附录二微机控制直流电机双向PWM调速 159
附录三逐点比较法插补演示程序 163
参考文献 170