运动控制技术与应用

序
Edito
前言
第1章 基本运动术语1
  1.1 标量1
  1.2 向量1
  1.3 弧度1
  1.4 运动2
  1.5 惯量、动量、力和转矩3
    1.5.1 惯量3
    1.5.2 动量7
    1.5.3 推力7
    1.5.4 转矩7
  1.6 静摩擦——静态阻力8
    1.6.1 滑动摩擦8
    1.6.2 粘滞摩擦力8
  1.7 刚度和弹性模量8
  1.8 机械共振9
  1.9 功10
  1.10 功率10
第2章 运动机械12
  2.1 离合器12
    2.1.1 最简单的离合器12
    2.1.2 轴向离合器12
    2.1.3 离合器小结13
  2.2 抱闸13
  2.3 齿轮组和齿轮驱动13
    2.3.1 齿轮类型14
  2.4 齿隙19
    2.4.1 谐波齿轮19
  2.5 减速器20
  2.6 链条21
    2.6.1 链轮和链子22
  2.7 传动带和带传动23
    2.7.1 传动带23
    2.7.2 带传动24
  2.8 轴联接器24
  2.9 凸轮25
    2.9.1 凸轮跟随器25
  2.10 滑轮组26
    2.10.1 定滑轮26
    2.10.2 复合滑轮26
  2.11 曲柄26
  2.12 直线执行器27
    2.12.1 动力丝杠27
    2.12.2 滚珠丝杠27
    2.12.3 滚珠丝杠的螺距和导程28
  2.13 轴承基础29
  2.14 润滑剂31
    2.14.1 油脂31
    2.14.2 固态润滑剂31
第3章 电磁32
  3.1 电磁场和磁通量32
  3.2 磁通密度32
  3.3 磁场中导体的机械受力33
  3.4 电机设计的目标34
  3.5 磁路34
  3.6 气隙36
    3.6.1 饱和度36
  3.7 转矩生成36
  3.8 转矩大小37
  3.9 输出功率37
  3.10 能量转换37
  3.11 等效电路39
  3.12 机器零负载状态40
  3.13 机器带载状态41
  3.14 理想机器分析的结果42
  3.15 电机的转矩和反电动势42
第4章 电机——动力装置43
  4.1 简介43
  4.2 电机分类43
  4.3 直流电机44
    4.3.1 直流电机的结构44
    4.3.2 法拉第定律46
    4.3.3 换向——带集电环的单绕组46
    4.3.4 换向——带换向器的单绕组47
    4.3.5 换向——带换向器的三绕组49
    4.3.6 转矩和转矩常数50
    4.3.7 一些方程式51
    4.3.8 电机运行特性52
    4.3.9 动态特性54
  4.4 无刷直流电机(BLDC)55
    4.4.1 无刷直流电机的结构55
    4.4.2 工作原理56
    4.4.3 换向顺序57
  4.5 感应电机58
    4.5.1 笼型感应电机结构58
    4.5.2 旋转磁场60
    4.5.3 定子的旋转磁场速度61
    4.5.4 定子中旋转磁场的大小61
    4.5.5 转差61
    4.5.6 转矩的产生62
    4.5.7 感应电机转矩——速度曲线63
  4.6 步进电机63
    4.6.1 磁阻转矩63
    4.6.2 步进电机的基本类型64
    4.6.3 步进方案68
第5章 反馈装置71
  5.1 反馈功能71
    5.1.1 分辨率71
    5.1.2 精确度72
    5.1.3 可重复性72
    5.1.4 分辨率、精度、可重复性小结73
  5.2 同步机73
  5.3 无刷旋转变压器74
  5.4 有刷旋转变压器76
  5.5 无刷旋转变压器模式形态77
    5.5.1 接收模式旋转变压器——反馈相位角77
    5.5.2 发送模式旋转变压器——反馈比率79
    5.5.3 发送模式旋转变压器的优点80
    5.5.4 发送和接收模式旋转变压器总结80
    5.5.5 多速或多极旋转变压器81
    5.5.6 旋转变压器的局限性81
  5.6 光学编码器81
    5.6.1 光学增量编码器81
    5.6.2 绝对光学编码器(单圈)83
    5.6.3 多圈绝对值编码器84
    5.6.4 绝对编码器总结85
  5.7 光学编码器的局限85
  5.8 绝对编码器界面协议85
    5.8.1 并行输出85
    5.8.2 串行输出86
  5.9 编码器分辨率和电机最大速度89
第6章 伺服90
  6.1 伺服的概念90
  6.2 伺服系统90
  6.3 负载91
  6.4 稳定性92
    6.4.1 带宽的概念94
    6.4.2 带宽和相位移95
    6.4.3 相位移和闭环控制96
    6.4.4 相位移和多环调节96
    6.4.5 带宽——实际的考虑97
  6.5 功率装置97
  6.6 反馈装置97
  6.7 典型3环串级调节伺服系统98
    6.7.1 全部控制环98
    6.7.2 伺服环的补偿101
  6.8 整定控制系统104
    6.8.1 整定电流环105
    6.8.2 整定速度环105
    6.8.3 整定位置环105
    6.8.4 整定PI补偿器105
    6.8.5 积分增益的实际考虑106
    6.8.6 速度前馈（VFF）和跟随误差106
附录