图书介绍
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- 丛爽，李泽湘编著 著
- 出版社： 北京：电子工业出版社
- ISBN：7121020459
- 出版时间：2006
- 标注页数：329页
- 文件大小：33MB
- 文件页数：340页
- 主题词：自动控制系统
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图书目录
第1章 概述1
1.1 基本术语1
1.2 运动控制技术的发展历史5
1.2.1 自动控制技术的起源5
1.2.2 伺服机构的提出及自动控制理论的发展7
1.2.3 机器人和机电一体化技术的诞生9
1.2.4 电气伺服驱动及运动控制器的进步11
1.2.5 运动控制的应用领域14
1.3 现代控制理论与技术的发展和趋势18
1.3.1 现代控制理论的发展18
1.3.2 运动控制中的关键技术21
1.3.3 运动控制技术的发展趋势23
第2章 伺服电机及其驱动技术26
2.1 直流伺服电机27
2.1.1 基本结构和伺服原理27
2.1.2 直流电机的驱动技术30
2.1.3 直流电机的驱动控制34
2.2 交流伺服电机37
2.2.1 无刷直流伺服电机39
2.2.2 两相交流伺服电机42
2.2.3 交流伺服电机的驱动技术44
2.3 特殊直流电机47
2.3.1 力矩电机和直接驱动电机47
2.3.2 直线伺服电机48
2.4 步进电机51
2.4.1 步进电机概述51
2.4.2 步进电机驱动器55
2.4.3 步进电机的控制56
2.4.4 步进电机的应用59
2.5 步进电机和交流伺服电机性能比较60
2.6 运动控制系统中的传动机构62
第3章 运动控制中的传感器65
3.1 引言65
3.2 直接编码式传感器67
3.2.1 增量式编码器68
3.2.2 增量式光电编码器的几个基本问题69
3.2.3 绝对式编码器70
3.2.4 编码式传感器的读码技术73
3.3 分解器73
3.3.1 RDC转换器的软件74
3.3.2 分解器误差和多速分解器75
3.4 电荷耦合图像传感器75
3.5 激光式数字传感器77
3.5.1 激光相位调制式传感器的工作原理78
3.5.2 干涉条纹的辨向和细分技术79
3.5.3 对光源、接收元件和调整装置的要求79
第4章 运动控制中的控制器81
4.1 引言81
4.2 可编程逻辑控制器83
4.3 微处理器85
4.4 数字信号处理器86
4.5 通用运动控制器及GalilDMC-2100简介90
4.6 GT-400-SV四轴伺服运动控制器简介92
第5章 运动控制系统设计100
5.1 运动控制系统的总体性能要求和设计任务100
5.2 运动控制系统部件的选择102
5.2.1 执行电机105
5.2.2 电机驱动器111
5.2.3 位置和速度传感器的选择115
5.2.4 运动控制器的选择原则118
5.2.5 系统部件的选择实例120
5.3 最优化设计128
5.3.1 最优化设计问题的提出128
5.3.2 速度最优化设计130
5.3.3 齿轮速率最优化设计135
5.3.4 最优电机选择137
第6章 位置伺服系统控制技术139
6.1 不同系统的位置控制方式139
6.2 闭环伺服系统的性能分析143
6.2.1 系统性能的分析过程144
6.2.2 几个系统性能分析的例子144
6.3 闭环伺服系统的设计155
第7章 单轴运动控制系统控制技术159
7.1 单轴运动控制系统组成159
7.2 单轴运动控制系统模型辨识161
7.2.1 电机正反向线性模型辨识162
7.2.2 电机非线性摩擦力矩模型164
7.3 PID控制算法165
7.3.1 PID控制规律的离散化165
7.3.2 PID控制器参数的选择168
7.4 PD串联校正和速度负反馈170
7.4.1 速度负反馈171
7.4.2 PD串联校正171
7.4.3 速度负反馈和PD串联校正比较172
7.5 几种速度负反馈形式的比较173
7.5.1 测速电机直接模拟量负反馈173
7.5.2 测速电机测量电压A/D转换后的速度负反馈174
7.5.3 光电编码器位置信号差分近似速度反馈175
7.6 PID和PI-D控制176
7.7 相位超前-滞后控制策略178
7.8 复合控制178
第8章 多轴运动协调控制技术180
8.1 多轴运动控制器及其控制方案180
8.2 二自由度机械臂控制技术182
8.2.1 二自由度机械臂实验平台183
8.2.2 机械臂工作空间分析184
8.2.3 机械臂运动学解184
8.2.4 直角坐标空间运动路径规划算法189
8.2.5 直线插补和圆弧插补算法191
8.3 机器人系统的软件系统结构192
8.3.1 机器人系统中的类对象192
8.3.2 机器人系统中类对象间的关系及其软件实现193
8.4 机器人图形示教系统的设计与实现200
第9章 提高运动控制系统控制精度的技术205
9.1 直线／圆弧插补方法与技术206
9.1.1 直线插补207
9.1.2 圆弧插补212
9.1.3 小结221
9.2 几种消除噪声和干扰的技术222
9.2.1 数字滤波算法223
9.2.2 系统的量测噪声及消除227
9.2.3 消除量测噪声的滤波器设计228
9.2.4 用统计方法消除尖峰干扰230
9.2.5 平稳随机干扰下的最小方差控制231
9.3 小波去噪233
9.3.1 小波去噪原理234
9.3.2 阈值的选取和阈值量化235
9.3.3 MATLAB中的小波去噪应用236
第10章 倒立摆系统控制技术241
10.1 倒立摆系统概述241
10.2 单级倒立摆系统243
10.2.1 系统模型的建立及动态特性分析243
10.2.2 单级直线倒立摆系统的控制器设计247
10.2.3 倒立摆控制系统的仿真249
10.2.4 倒立摆控制系统软硬件结构250
10.2.5 实验结果及对比分析254
10.3 旋转平行倒立摆系统控制的关键技术257
10.3.1 动态系统数学模型及其线性化257
10.3.2 起摆的能量控制技术259
10.3.3 旋转平行倒立摆的平衡控制技术261
10.3.4 系统仿真及实际控制结果与分析262
10.4 二级倒立摆在Simulink环境下的实时控制265
第11章 复杂机器人控制技术269
11.1 多自由度并联机构的控制技术269
11.1.1 并联机构的特性及其分析270
11.1.2 并联机构的动力学模型273
11.1.3 PD控制274
11.1.4 增广PD控制275
11.1.5 计算力矩控制276
11.1.6 最优控制器的设计276
11.1.7 仿真实验的性能对比及其分析277
11.2 提高控制精度的并联机构速度规划279
11.2.1 速度限制279
11.2.2 加速度限制280
11.2.3 并联机构期望运动轨迹的描述281
11.2.4 S型与梯形速度规划算法及实验分析282
11.3 多轴协调运动中的交叉耦合控制285
11.3.1 基于频域法的传统交叉耦合控制286
11.3.2 基于轮廓误差传递函数的交叉耦合控制287
11.3.3 基于任务坐标系的多变量的交叉耦合控制288
11.3.4 基于无源性的交叉耦合控制290
11.3.5 各种设计方法的性能比较290
11.3.6 交叉耦合控制与轨迹规划结合的综合设计291
11.4 轮廓控制的误差补偿技术293
11.4.1 非耦合轮廓控制293
11.4.2 耦合轮廓控制294
11.5 多轴运动控制的同步控制技术295
第12章 基于网络的远程运动控制技术298
12.1 基于Internet的远程控制系统的结构298
12.2 远程控制系统的实现方式300
12.2.1 远程控制系统的软件实现方式300
12.2.2 远程控制系统的硬件实现方式302
12.3 远程控制中的延时303
12.4 延时的解决方法304
12.4.1 Smith预估器的补偿控制304
12.4.2 预测控制305
12.4.3 基于事件的智能控制305
12.4.4 监督控制306
12.5 网络控制中不同结点驱动方式对系统性能影响307
12.5.1 不同驱动方式下的系统状态方程308
12.5.2 结点的驱动方式对系统性能的影响311
12.5.3 不同结点驱动方式的特点分析312
12.6 基于预测控制的确定性延时补偿技术312
参考文献316
术语索引324