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第一章 绪论 1

第一节 发展简况 1

第二节 伺服系统的组成及其基本特征 1

第三节 伺服系统的分类 2

第二章 位置检测元件 4

第一节 概述 4

一、数控机床对位置检测元件的要求 4

二、位置检测元件的分类和特点 4

第二节 旋转变压器 5

一、旋转变压器的结构 5

二、旋转变压器的工作原理 5

三、旋转变压器的信号处理 7

第三节 感兴同步器 8

一、感应同步器的结构 8

二、感应同步器的工作原理 9

三、感应同步器的信号处理 9

四、感应同步器数字位置测量系统 10

五、感应同步器的安装 11

六、感应同步器的分类和技术参数 12

第四节 脉冲编码器 13

一、增量式脉冲编码器 13

二、绝对式脉冲编码器 15

第五节 光栅 17

一、光栅的分类 17

二、光栅的结构 18

三、光栅的工作原理 19

四、光栅读数头 20

五、光栅检测装置的辨向 22

六、提高光栅分辨精度的措施 22

七、光栅的安装 23

第六节 磁尺 25

思考题与习题 27

二、步进电机的结构 29

一、步进电机的分类 29

第一节 步进电机 29

第三章 驱动元件 29

三、步进电机的工作原理 32

四、步进电机的主要特性 33

五、步进电机的主要技术参数及选用 36

第二节 直流伺服电机 38

一、小惯量直流伺服电机 38

二、宽调速直流伺服电机 39

第三节 交流伺服电机 44

一、交流伺服电机的基本结构 44

二、无刷直流电机 45

三、正弦波永磁同步电机 49

四、交流伺服电机的主要技术参数 50

思考题与习题 50

第四章 步进式伺服系统 52

第一节 环形分配器 53

一、硬件环形分配器 53

二、软件环形分配器 57

第二节 步进电机的驱动功率放大器 61

一、对功率放大器的要求和功率放大器的分类 61

二、提高驱动电源性能的措施 62

三、常见功率放大器 64

第三节 开环控制的伺服系统设计 71

一、系统方案设计 72

二、机械系统的设计计算 73

三、机械系统动态特性分析 78

四、系统误差分析 80

五、机械系统设计分析举例 81

六、控制系统设计 85

思考题与习题 85

第五章 直流伺服系统 86

第一节 直流伺服控制技术的发展 86

第二节 直流调速系统 88

一、直流电动机调速的方法与稳态调速指标 88

二、转速负反馈有静差调速系统 90

三、电流截止负反馈调速系统 94

四、转速负反馈无静差调速系统 96

五、单闭环调速系统实例 98

第三节 双闭环直流调速系统 99

一、双闭环调速系统的组成和静态特性 99

二、转速、电流双闭环系统的动态性能 102

三、双闭环系统的抗干扰性能 107

第四节 可逆直流调速系统 107

一、晶闸管—电动机系统的可逆线路和回馈制动 108

二、两组晶闸管装置可逆系统中的环流 111

三、可控环流的可逆调速系统 114

四、逻辑无环流可逆系统 115

第五节 晶体管脉宽调制（PWM）调速系统 118

一、脉宽调速系统（PWMS）的工作原理 118

二、脉宽调速系统的控制电路 124

思考题与习题 127

一、晶闸管变频器的工作原理 129

第六章 交流伺服系统 129

第一节 交流变频调速概述 129

二、异步电动机在调频时的机械特性 131

三、变频调速时的传递函数 135

第二节 交—直—交流变频调速系统 136

一、电压型变频器 137

二、电流型变频器 143

三、PWM变频器 145

第三节 三相异步电动机变频调速控制系统 150

一、异步电动机变频调速控制系统的主要控制环节 150

二、转速开环系统 156

三、U/f的PWM控制系统 158

四、转差频率控制系统 159

第四节 三相异步电动机矢量变换控制系统 160

一、异步电动机坐标变换原理 160

二、矢量控制系统 169

思考题与习题 170

第七章 位置伺服系统 172

第一节 概述 172

一、伺服系统常用的控制方式 172

二、数控机床对伺服系统的要求 175

第二节 脉冲比较伺服系统 175

一、脉冲比较伺服系统组成原理 175

二、脉冲比较电路 176

第三节 相位比较伺服系统 178

一、相位比较伺服系统组成原理 178

二、脉中调相器 179

三、鉴相器 180

第四节 幅值比较伺服系统 182

一、幅值比较伺服系统的组成原理 182

二、鉴幅器 184

三、极性处理电路和电压／频率变换器 185

四、正、余弦信号发生器 186

思考题和习题 188

第八章 伺服系统性能分析 189

第一节 闭环伺服系统的数学模型 189

一、控制系统的一般结构与传递函数 189

二、典型伺服进给系统的组成环节及其数学模型 190

三、典型伺服进给系统的传递函数 193

第二节 闭环伺服系统分析 195

一、系统的稳定性 195

二、稳态性能分析 195

三、动态过程分析 197

第三节 对位置伺服系统的要求 200

一、开环增益 201

二、位置精度 201

三、调速范围 202

四、速度误差系数 203

五、伺服系统的可靠性 204

思考题与习题 205

参考文献 206