目 录 1
第一章概 论 1
1.1电子机械及其发展 1
1.2电子机械的运动控制 2
1.3增量运动控制 3
第二章机械参数及其对伺服系统的影响 7
2.1摩擦 7
2.1.1摩擦对系统误差的影响 8
2.1.2摩擦引起低速爬行 11
2.1.3摩擦引起系统的失动 13
2.2间隙 13
2.3刚度与扭转谐振 16
2.3.1伺服系统中的扭转谐振 17
2.3.2减少谐振效应的方法 21
2.4质量与惯量 23
2.5传动系统轴际参数的换算 24
3.1.1基本结构和工作原理 29
3.1旋转变压器 29
第三章伺服系统的检测元件及其应用 29
3.1.2旋转变压器的应用 30
3.1.3磁阻式多极旋转变压器 30
3.2感应同步器 31
3.2.1结构和工作原理 31
3.2.2感应同步器的应用 33
3.3光栅及光敏元件 35
3.3.1光栅的种类及工作原理 35
3.3.2莫尔条纹式光栅 36
3.3.3数字化原理及电路 37
3.3.4透射直线式光栅 39
3.3.5光敏元件 40
3.4增量码盘和绝对值码盘 42
3.4.1增量码盘 42
3.4.2绝对值码盘 44
3.5伺服盘位置传感器 45
3.5.1伺服盘位置传感器基本原理 46
3.5.2伺服信息和位置信号 47
3.6磁尺 50
3.7激光测量 54
3.8速度检测元件 56
3.8.1直流测速发电机 57
3.8.2感应式速度传感器 60
3.8.3电子测速器 62
第四章伺服电动机及其驱动 66
4.1直流伺服电动机 66
4.1.1工作原理 66
4.1.2电磁转矩和电枢反电势 68
4.1.3传递函数、机械特性和传递特性 69
4.1.4工作状态和功率损耗 73
4.1.5直流电动机的热模型 76
4.2直流伺服电机的线性直流放大器驱动 79
4.2.1单向功率放大器 79
4.2.2双向功率放大器 81
4.2.3功率放大器的设计原则 81
4.2.4线性双极放大器设计举例 85
4.3.1运行方式 91
4.3直流伺服电机的脉宽调制放大器驱动 91
4.3.2双向式PWM放大器 94
4.3.3单向式PWM放大器 97
4.3.4有限单向式PWM放大器 98
4.3.5 PWM放大器设计计算的有关问题 102
4.4直流伺服电机的晶闸管驱动 103
4.5交流伺服驱动 107
4.5.1磁场矢量变换控制……………………（107 ）4.5.2同步型交流伺服电动机驱动系统 111
4.6.1无刷直流电动机 113
4.6其它型式的直流电动机 113
4.6.2低惯量直流伺服电动机 115
4.6.3直线电动机 117
4.7直流电动机及传动部件的选择标准 122
4.7.1对电动机主要性能的考虑 122
4.7.2增量运动系统的最佳设计 125
4.7.3按最小能量损耗选择部件 132
第五章 电子机械的伺服系统 140
5.1对电子机械伺服系统的要求 140
5.1.1静态（稳态）参数 140
5.1.2动态参数 146
5.1.3控制系统设计考虑的问题 147
5.1.4时间最佳控制的基本原理 148
5.2速度控制系统 152
5.2.1速度控制系统性能分析 153
5.2.2速度控制系统举例 157
5.3位置控制系统 159
5.3.1使用速度反馈的位置控制系统 159
5.3.2不用速度反馈的位置控制系统 162
5.3.3双模式控制系统 163
5.3.4初始条件不为零时的系统分析 169
5.4锁相伺服系统 170
5.4.1系统模型 171
5.4.2系统稳定性分析 177
5.4.3系统设计 179
5.4.4锁相伺服系统举例 183
6.1步进电动机的工作原理和结构 187
6.1.1工作原理 187
第六章步进电动机及其驱动 187
6.1.2类型及结构 190
6.2步进电动机的主要特性 194
6.3步进电动机的选择 202
6.3.1步距角 202
6.3.2转矩 203
6.3.3启动（牵八）惯频特性 204
6.3.4步距误差 205
6.4.1步进电动机的运行方式 206
6.4步进电动机的驱动 206
6.4.2环形分配器 207
6.4.3功率放大器 210
6.4.4对驱动电路的要求和分类 210
6.4.5提高驱动电路性能的措施 211
6.4.6功率放大器典型电路 215
6.5进一步改善步进电动机控制性能的方法 221
6.5.1自动升降速电路 222
6.5.2步距角的微步与平滑控制 224
6.6.1位移精度的分析 230
6.6.2提高精度的方法 230
6.6开环步进系统的精度 230
6.7步进电动机的闭环控制 232
6.7.1转换角和超前角 234
6.7.2超前角及注入脉冲对闭环响 235
应的影响 235
6.7.3采用编码器反馈的闭环点－位控制器 237
6.7.4可变延时闭环转速控制 239
6.8.1系统数学模型的建立 241
6.8步进电动机驱动系统的相平面分析法 241
6.8.2相平面分析法 249
6.8.3 步进电动机失步的相平面分析法 253
第七章 电子机械的曲线运动控制 259
7.1脉冲分配计算法和插补器 259
7.1.1数字积分法 259
7.1.2逐点比较法 269
7.1.3比较积分法 272
7.2曲线运动控制 280
7.2.1数控伺服系统简介 280
7.2.2相位伺服系统 283
7.2.3幅值伺服系统 293
第八章 电子机械的微处理机控制 302
8.1微处理机控制的特点 302
8.2直流电动机的微处理机间接控制系统 303
8.3直流电动机的微处理机直接控制系统 310
8.3.1系统的基本结构 310
8.3.2位置给定与位置误差的计算 314
8.4步进电动机的微处理机开环控制 319
8.4.1步进电动机与微处理机的接口 320
8.4.2步进电动机运行方式的控制 321
8.4.3步进电动机速度的控制 324
8.5步进电动机的微处理机闭环控制 327
8.5.1位置编码器同微处理机的接口 327
8.5.2核步法闭环控制 329
8.5.3固定超前角选择法闭环控制 333
8.5.4采用时间延迟法选择超前角 337
8.5.5超前角计算法 337
8.6微步法 343
参考文献 348