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1 电气伺服控制技术概述 1

1.1 电气伺服控制系统原理及组成 1

1.2 电气伺服控制技术基本要求和特点 2

1.2.1 电气伺服控制基本要求 2

1.2.2 电气伺服控制执行元件主要性能特点 3

1.3 伺服系统分类 3

1.3.1 按被控量参数特性分类 3

1.3.2 按驱动元件的类型分类 4

1.3.3 按控制原理分类 5

1.3.4 按反馈比较控制方式分类 6

1.4 电气伺服控制技术发展趋势 6

2 步进电动机伺服控制技术及应用 8

2.1 步进电动机及伺服控制技术概述 8

2.1.1 步进电动机的工作原理 8

2.1.2 步进电动机的分类及型号命名 10

2.1.3 步进电动机的运行特性 11

2.2 步进电动机驱动技术及应用 13

2.2.1 步进电动机驱动技术概述 13

2.2.2 二相混合式步进电动机驱动器 14

2.2.3 5相混合式步进电动机驱动器 18

2.2.4 反应式步进电动机驱动器 22

2.2.5 步进电动机可变细分驱动控制器 29

2.3 步进电动机控制技术及应用 34

2.3.1 步进电动机控制技术概述 34

2.3.2 步进电动机加减速控制器 35

2.3.3 数控步进电动机的正反转控制 38

2.3.4 三相混合式步进电动机SPWM控制技术 40

2.3.5 基于虚拟仪器的步进电动机控制系统 44

2.3.6 基于DSP的步进电动机控制系统 46

2.3.7 基于单片机的步进电动机控制系统 50

2.3.8 基于PLC和触摸屏的步进电动机控制系统 53

2.3.9 基于CAN总线的步进电动机控制系统 56

2.3.10 基于ARM7的步进电动机升降速曲线控制系统 60

2.3.11 基于FPGA的步进电动机多轴联动控制系统 66

2.4 步进电动机及伺服系统设计与计算 71

2.4.1 步进电动机的选型与计算概述 71

2.4.2 步进电动机主要技术参数 76

2.4.3 升降台铣床数控改造设计及步进电动机的选择计算 80

2.4.4 数控机床中步进电动机的选用 83

2.4.5 基于STM32F103的贴片机控制系统的设计 85

2.5 步进电动机及控制系统的使用与维修 91

2.5.1 步进电动机的故障分析 91

2.5.2 CAK6150数控车床驱动板的维修 94

2.5.3 电火花线切割机步进电动机失步等故障的检修 97

3 直流伺服控制技术及应用 101

3.1 直流伺服电动机概述 101

3.1.1 直流伺服电动机的特点 101

3.1.2 直流伺服电动机的工作原理 101

3.2 直流伺服电动机的驱动与控制 105

3.2.1 直流伺服电动机驱动概述 105

3.2.2 直流伺服电动机控制及其特性 106

3.2.3 PWM在直流伺服系统中的应用 109

3.2.4 运用PWM技术控制直流电动机转速 114

3.2.5 TMS320C2812在直流伺服控制中的应用 118

3.3 直流伺服电动机及系统的设计与应用 121

3.3.1 直流伺服电动机应用与选择概述 121

3.3.2 部分直流伺服电动机的主要技术数据 123

3.3.3 SG1731D在机床直流伺服随动系统中的应用 126

3.3.4 基于PC+PCI的直流伺服系统测试平台 129

3.3.5 基于DSP的雕刻机用直流伺服控制器 132

3.3.6 低成本直流伺服电动机调速系统 135

3.3.7 大功率直流电动机速度伺服系统的设计 138

3.4 直流伺服电动机及系统的使用与维修 143

3.4.1 电动机发热故障分析及解决 143

3.4.2 伺服系统中检测器件常见故障与维修 144

3.5 无刷直流电动机控制系统及应用 147

3.5.1 永磁无刷直流电动机的结构及工作原理 147

3.5.2 无刷直流电动机的运行特性 152

3.5.3 无刷直流电动机驱动控制 153

3.5.4 三相无刷直流伺服电动机控制系统在石油钻井的应用 156

3.5.5 空心绕组无刷直流电动机在精密定位控制系统中的应用 158

3.5.6 高压断路器永磁无刷直流电动机机构伺服控制系统 160

3.5.7 基于CAN总线的小型飞行器伺服系统 165

4 交流伺服控制技术及应用 169

4.1 交流伺服控制技术概述 169

4.1.1 交流伺服电动机及控制技术的发展 169

4.1.2 同步电动机与异步电动机 171

4.1.3 模拟式交流伺服系统与数字式交流伺服系统 171

4.2 交流异步伺服电动机 173

4.2.1 交流异步伺服电动机基本结构 174

4.2.2 交流异步伺服电动机工作原理 175

4.2.3 两相绕组产生的圆形旋转磁场 177

4.2.4 椭圆形旋转磁场 181

4.2.5 控制方式 183

4.2.6 稳态特性 184

4.3 交流同步伺服电动机 187

4.3.1 永磁同步电动机的结构与工作原理 187

4.3.2 磁阻式同步电动机的结构与工作原理 192

4.3.3 磁滞同步电动机的结构与工作原理 193

4.4 交流伺服电动机的驱动与控制技术应用 195

4.4.1 基于IRMCK201芯片的交流伺服控制系统 195

4.4.2 基于PCI总线的全闭环交流伺服控制系统 200

4.4.3 大功率PMSM伺服系统 203

4.4.4 基于DSP的全数字交流伺服驱动器 208

4.4.5 基于DSP的交流伺服系统与CAN总线的通信 212

4.4.6 基于PLC-伺服驱动的位置控制系统 216

4.4.7 触摸屏与PLC组成的伺服电动机控制系统 219

4.4.8 基于DeviceNet协议的CAN总线交流伺服系统接口 221

4.4.9 基于PROFIBUS-DP总线的交流伺服与变频系统 226

4.5 交流伺服控制系统的设计与计算 231

4.5.1 交流伺服电动机的设计计算及选择概述 231

4.5.2 交流伺服电动机的主要技术参数 233

4.5.3 机床进给系统数控化改造的设计及计算 235

4.5.4 TH6363卧式加工中心伺服进给系统设计与分析 239

4.5.5 数控冲床送料机构交流伺服电动机设计与分析 243

4.5.6 交流伺服同步驱动拉床控制系统的设计 247

4.6 交流伺服控制应用典型实例 252

4.6.1 用PLC伺服装置改造插齿机床控制系统 252

4.6.2 FANUC系统扭矩控制功能在数控曲轴磨床中的应用 256

4.6.3 基于PLC控制的高精度交流伺服定剪系统 260

4.6.4 织机电子送经与卷取伺服驱动技术系统 263

4.6.5 地面雷达全数字模块化伺服系统 268

4.6.6 CINRAD/SA型天气雷达数字交流伺服系统及调试和维修 272

4.7 交流伺服电动机及系统的使用与维修 279

4.7.1 FANUCαi系列主轴伺服驱动系统故障诊断与维修 279

4.7.2 数控机床交流伺服系统参数不匹配故障及消除方法 282

4.7.3 交流伺服电动机振动故障分析与解决 284

4.7.4 三菱交流伺服主轴电动机飞车故障的维修 286

参考文献 288