第1章 控制系统组成及性能指标 1
1.1 引言 1
1.2 自动控制系统组成 2
1.3 控制系统的性能指标 5
1.3.1 控制系统的稳态性能和系统的型别 5
1.3.2 控制系统的时域性能指标 9
1.3.3 控制系统的闭环频域指标 14
1.3.4 控制系统的开环频域指标 20
1.4 控制系统分析与设计步骤 31
第2章 伺服系统的工程实现 33
2.1 伺服电机 34
2.2 伺服系统检测与信号转换 38
2.2.1 伺服系统的位移检测 39
2.2.2 伺服系统的信号转换电路 54
2.2.3 自整角机／旋转变压器-数字转换器（SDC-RDC） 57
2.2.4 数字-自整角机／旋转变压器转换器（DSC/DRC） 61
2.3 伺服系统的稳态设计 64
2.3.1 负载分析计算 64
2.3.2 执行电机选择 71
2.3.3 检测装置、信号转换线路、放大装置及电源设计与选择 79
2.4 伺服系统的电磁兼容性设计 85
2.4.1 电磁干扰模型分析 85
2.4.2 抑制电磁干扰的方法 88
2.4.3 伺服系统电磁兼容设计 96
2.5 伺服系统的可靠性 98
2.5.1 可靠性特征量 98
2.5.2 伺服系统的可靠性设计 107
第2章 习题 112
第3章 控制系统的综合与校正 114
3.1 控制系统的数学模型 114
3.1.1 伺服控制系统的机理建模方法 114
3.1.2 时域建模的飞升曲线法 119
3.2 串联校正 124
3.2.1 串联超前校正 124
3.2.2 串联滞后校正 132
3.2.3 串联滞后-超前校正 137
3.3 期望频率特性法 144
3.3.1 期望频率特性设计 146
3.3.2 常用期望频率特性 152
3.3.3 期望频率特性设计举例 154
3.4 反馈校正 159
3.5 复合校正 165
3.6 综合校正环节的实现 177
3.6.1 综合校正环节的模拟实现方式 177
3.6.2 综合校正环节的数字实现方式 179
第3章 习题 186
第4章 伺服系统的非线性控制 189
4.1 伺服系统的干摩擦及其改善 189
4.1.1 低速不平稳性 190
4.1.2 减小低速跳动的措施 192
4.2 传动间隙对伺服系统的影响及其补偿 195
4.2.1 传动间隙对伺服系统性能的影响 196
4.2.2 消除间隙影响的措施 197
4.3 机械谐振对系统的影响及其补偿 201
4.3.1 传动轴变形造成的机械谐振 201
4.3.2 消除机械谐振的补偿措施 204
4.4 伺服系统的非线性补偿 207
4.4.1 非线性速度阻尼 207
4.4.2 非线性积分器和非线性PI调节器 209
4.4.3 自抗扰控制 210
4.4.4 多模控制技术 213
4.5 伺服系统的重复控制 215
4.5.1 重复控制原理 215
4.5.2 重复控制系统的稳定性 218
4.5.3 重复控制器设计 219
4.6 伺服系统的滑模变结构控制 220
4.6.1 滑模变结构控制原理 221
4.6.2 二阶系统开关控制 223
4.6.3 滑动模态 225
第4章 习题 227
第5章 控制系统设计举例 229
5.1 永磁同步电机调速系统 229
5.1.1 永磁同步电机的数学模型 229
5.1.2 永磁同步电机矢量控制策略 232
5.1.3 永磁同步电机调速系统设计 233
5.2 异步电机调速系统 236
5.2.1 异步电机的数学模型 236
5.2.2 异步电机的矢量控制策略 239
5.2.3 异步电机调速系统自抗扰控制器设计 241
5.3 空间机械臂一体化关节伺服控制系统 244
5.3.1 空间机械臂一体化关节伺服控制系统静态设计 245
5.3.2 数字控制系统软件设计 250
5.3.3 数字定标与定点运算 252
5.3.4 标幺化系统及控制器设计 260
5.3.5 空间机械臂一体化关节伺服控制系统软件设计 264
5.4 星载天线伺服控制系统 269
5.4.1 星载天线负载特性分析与伺服电机选择 270
5.4.2 星载天线伺服系统结构设计 272
5.4.3 星载天线伺服系统控制器设计 274
5.4.4 星载天线伺服系统滑模变结构控制 277