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第1章 绪论 1

1.1运动控制研究的问题 1

1.1.1第一类运动控制问题 1

1.1.2第二类运动控制问题 7

1.2运动控制系统 8

1.3运动控制系统术语 9

1.4运动控制系统的发展历程与未来发展趋势 10

1.5本课程的主要内容和适用对象 11

第2章 运动控制器技术 13

2.1运动控制系统简介 13

2.1.1运动控制系统的构成 13

2.1.2运动控制系统的任务 13

2.2运动控制器的基本原理 14

2.2.1运动控制器的构成 14

2.2.2轨迹生成器 14

2.2.3插补器 23

2.2.4控制回路 34

2.3运动控制器的硬件 40

2.3.1按照运动控制器核心器件的组成分类 40

2.3.2按照数据的传递形式分类 45

2.4运动控制器的软件 47

2.4.1运动控制器软件体系 47

2.4.2运动控制器的开发应用软件简介 49

2.5运动控制器设计要素 52

2.6运动控制器实例 52

习题与思考题 54

第3章 执行器技术 55

3.1执行器技术基础 55

3.2电动执行部件 60

3.2.1电动缸 60

3.2.2电动执行阀 61

3.3液压执行部件 62

3.3.1液压缸 62

3.3.2液压马达 64

3.4气动执行部件 65

3.4.1气缸 65

3.4.2气动马达 66

3.4.3控制回路 67

3.5新型执行器 68

3.5.1压电执行器 68

3.5.2形状记忆合金执行器 69

3.5.3电致聚合体执行器 70

3.5.4磁致伸缩执行器 71

3.5.5电、磁流变液体执行器 72

习题与思考题 78

第4章 直流电机控制技术 79

4.1直流电机调速概述 79

4.1.1直流电机调速的发展历程 79

4.1.2直流电机的调速方法 80

4.1.3直流电机PWM基本电路 82

4.1.4直流H型可逆PWM变换器-电机系统的能量回馈 87

4.1.5直流PWM调速系统的数学模型及机械特性 87

4.1.6调速系统性能指标 88

4.1.7开环调速系统的机械特性及性能指标 89

4.2闭环调速系统与调速控制器 91

4.2.1闭环调速系统 91

4.2.2调节器设计 103

4.2.3工程方法——典型系统问题 111

4.2.4直流电机调速系统控制器的数字仿真 118

习题与思考题 126

第5章 交流电机控制技术 128

5.1交流电机调速系统基本理论 128

5.1.1研究交流电机的解耦问题的必要性 128

5.1.2交流电机模型 128

5.1.3交流电机解耦分析 133

5.1.4交流电机在两相（α，β）静止坐标系下的数学模型 135

5.1.5交流电机在两相（d，q）旋转坐标系下的数学模型 136

5.1.6交流电机在两相（M，T）旋转坐标系下的数学模型 136

5.2标量控制 137

5.2.1电压频率协调控制的变频调速系统 138

5.2.2可控转差频率控制的变频调速系统 140

5.3矢量控制 141

5.3.1矢量控制概述 141

5.3.2磁通开环转差型矢量控制系统 143

5.3.3转子磁通观测模型 144

5.3.4速度、磁通闭环控制的矢量控制系统 145

5.4直接转矩控制 145

5.5变频器 149

习题与思考题 155

第6章 伺服电机控制技术 157

6.1伺服控制系统概述 157

6.2伺服控制系统的数学模型 158

6.2.1直流伺服控制系统的数学模型 158

6.2.2交流伺服控制系统的数学模型 160

6.3永磁同步电机交流伺服控制 161

6.4伺服控制系统的设计 165

6.4.1单环位置伺服控制系统设计 165

6.4.2双环伺服控制系统设计 168

6.4.3三环伺服控制系统设计 170

6.4.4 PMSM伺服控制系统设计 172

6.5标准商用伺服驱动器应用简介 175

习题与思考题 188

第7章 检测技术 189

7.1直线位移检测 189

7.1.1光栅 189

7.1.2感应同步器 192

7.1.3磁栅式传感器 194

7.2角位移检测 197

7.2.1旋转变压器 197

7.2.2光电编码器 199

7.3速度、加速度检测 200

7.3.1直流测速发电机 200

7.3.2光电式速度传感器 201

7.3.3加速度传感器 202

7.4力、力矩检测 203

7.4.1测力传感器 203

7.4.2压力传感器 204

7.4.3力矩传感器 206

7.4.4力与力矩复合传感器 207

习题与思考题 208

第8章 运动控制系统应用实例 210

8.1高速电子锯 210

8.2胡萝卜汁的灌装 213

8.3点胶机 218

8.4包装生产线 221

8.5缠绕生产线 224

8.6恒压供水系统 227

参考文献 231