交流伺服電機(jī)及其控制（研究生教學(xué)用書）

前言
第1章 伺服系統(tǒng)概述
1.1 伺服系統(tǒng)的基本概念
1.1.1 伺服系統(tǒng)的定義
1.1.2 伺服系統(tǒng)的組成
1.1.3 伺服系統(tǒng)性能的基本要求
1.1.4 伺服系統(tǒng)的種類
1.2 伺服系統(tǒng)的發(fā)展過程
l.3 交流伺服系統(tǒng)的構(gòu)成
1.3.1 交流伺服電機(jī)
1.3.2 功率變換器
1.3.3 傳感器
1.3.4 控制器
1.4 交流伺服系統(tǒng)的分類
1.4.1 按伺服系統(tǒng)控制信號(hào)的處理方法分類
1.4.2 按伺服系統(tǒng)的控制方式分類
1.5 交流伺服系統(tǒng)的常用性能指標(biāo)
1.6 伺服系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

第2章 感應(yīng)電機(jī)伺服控制系統(tǒng)
2.1 感應(yīng)電機(jī)伺服控制系統(tǒng)的構(gòu)成
2.2 感應(yīng)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型與坐標(biāo)變換
2.2.1 矢量控制的基本思路
2.2.2 在三相靜止坐標(biāo)系下感應(yīng)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型
2.2.3 坐標(biāo)變換
2.3 感應(yīng)電機(jī)的矢量控制
2.3.1 轉(zhuǎn)子磁場定向M-T坐標(biāo)系中的基本方程
2.3.2 轉(zhuǎn)差頻率控制
2.3.3 解耦控制
2.3.4 磁通與電流控制
2.3.5 坐標(biāo)變換的實(shí)現(xiàn)
2.3.6 弱磁控制
2.3.7 M-T坐標(biāo)系下感應(yīng)電機(jī)矢量控制伺服系統(tǒng)的構(gòu)成
2.4 伺服控制感應(yīng)電機(jī)的等效直流電機(jī)常數(shù)
2.4.1 伺服控制感應(yīng)電機(jī)的等效電路
2.4.2 伺服控制感應(yīng)電機(jī)的等效直流電機(jī)常數(shù)
2.4.3 伺服控制感應(yīng)電機(jī)的特性框圖與時(shí)間常數(shù)
2.5 關(guān)于感應(yīng)電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制

第3章 永磁同步電機(jī)伺服控制系統(tǒng)
3.1 詠磁同步電機(jī)伺服控制系統(tǒng)的構(gòu)成
3.2 永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理
3.3 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型
3.3.1 永磁同步電機(jī)的基本方程
3.3.2 永磁同步電機(jī)的d、q軸數(shù)學(xué)模型
3.4 tqE弦波永磁同步電機(jī)的矢量控制方法
3.4.1 i=0控制
3.4.2 最大轉(zhuǎn)矩控制
3.4 ，3弱磁控制
3.4.4 cos=1控制
3.4.5 最大效率控制
3.4.6 永磁同步電機(jī)的參數(shù)與輸出范圍
3.5 交流伺服電機(jī)的矢量控制系統(tǒng)
3.5.1 狀態(tài)方程與控制框圖
3.5.2 解耦控制與坐標(biāo)變換的實(shí)現(xiàn)
3.5.3 電流控制器的分析與設(shè)計(jì)
3.5.4 速度控制器的設(shè)計(jì)
3.5.5 位置控制器的設(shè)計(jì)
3.5.6 d-q坐標(biāo)系下永磁同步伺服電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的構(gòu)成
3.6 永磁同步伺服電機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
3.6.1 電機(jī)主要尺寸的確定
3.6.2 電動(dòng)勢(shì)的正弦化設(shè)計(jì)
3.6.3 定位轉(zhuǎn)矩的抑制技術(shù)

第4章 交流伺服系統(tǒng)的功率變換電路
4.1 交流伺服系統(tǒng)功率變換主電路的構(gòu)成
4.2 功率開關(guān)器件
4.2.1 功率晶體管(GTR)
4.2.2 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)
4.2.3 絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)
4.3 功率變換主電路的設(shè)計(jì)
4.3.1 逆變電路的設(shè)計(jì)
4.3.2 緩沖電路的設(shè)計(jì)
4.3.3 整流電路的設(shè)計(jì)
4.3.4 濾波電路的設(shè)計(jì)
4.3.5 制動(dòng)電路的設(shè)計(jì)
4.4 PWM控制技術(shù)
4.4.1 正弦波脈寬調(diào)制(s；PWM)控制技術(shù)
4.4.2 t電流跟蹤型PWM控制技術(shù)
4.4.3 電壓空間矢量PWM控制技術(shù)

第5章 交流伺服系統(tǒng)常用的傳感器
5.1 位置傳感器
5.1.1 旋轉(zhuǎn)變壓器
5.1.2 感應(yīng)同步器
5.1.3 旋轉(zhuǎn)變壓器、數(shù)字轉(zhuǎn)換器
5.1.4 光電編碼器
5.1.5 磁性編碼器
5.1.6 幾種傳感器的對(duì)比
5.2 速度傳感器
5.2.1 測(cè)速發(fā)電機(jī)
5.2.2 數(shù)字轉(zhuǎn)速傳感器
5.3 電流傳感器
5.3.1 霍爾電流傳感器
5.3.2 電流檢測(cè)IC
5.3.3 電阻+絕緣放大器
5.4 電壓傳感器
5.5 溫度傳感器

第6章 交流伺服系統(tǒng)常用的控制策略
6.1 基于滯回單元的有限時(shí)間整定控制
6.1.1 基于滯回單元的有限時(shí)間整定控制的原理
6.1.2 滯回(HYS)單元
6.2 非線性規(guī)范模型跟蹤控制
6.2.1 非線性規(guī)范模型跟蹤控制的原理
6.2.2 魯棒補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)
6.3 2自由度控制
6.3.1 2自由度控制系統(tǒng)的定義
6.3.2 2自由度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式
6.3.3 2自由度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
6.3.4 2自由度PID控制
6.4 H控制
6.4.1 交流伺服系統(tǒng)的靈敏度函數(shù)和補(bǔ)靈敏度函數(shù)
6.4.2 H混合靈敏度問題
6.4.3 加權(quán)函數(shù)的選擇及H魯棒控制器的設(shè)計(jì)
6.5 自適應(yīng)控制
6.5.1 自校正控制系統(tǒng)(STCS)
6.5.2 模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)(MRACS)
6.6 滑模變結(jié)構(gòu)控制
6.6.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制原理
6.6.2 滑模變結(jié)構(gòu)控制的基本設(shè)計(jì)方法
6.7 智能控制
6.7.1 專家系統(tǒng)及專家控制
6.7.2 模糊控制
6.7.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制
6.7.4 學(xué)習(xí)控制
6.7.5 預(yù)測(cè)控制
6.8 交流伺服電機(jī)的高性能控制--機(jī)械諧振系統(tǒng)的振動(dòng)控制
6.8.1 控制對(duì)象及問題的提出
6.8.2 諧振的各種控制方法

第7章 直接驅(qū)動(dòng)交流伺服系統(tǒng)
7.1 概述
7.2 直接驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)
7.2.1 直接驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)的特點(diǎn)
7.2.2 直接驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)應(yīng)具備的特性
7.2.3 直接驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)及安裝形式
7.2.4 直接驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)的分類
7.3 直接驅(qū)動(dòng)交流伺服電機(jī)的研究與發(fā)展
7.3.1 電磁型直接驅(qū)動(dòng)交流伺服電機(jī)
7.3.2 動(dòng)電型直接驅(qū)動(dòng)交流伺服電機(jī)
7.4 關(guān)于直接驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)的控制策略
7.5 直接驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)的發(fā)展方向分析

第8章 直線交流伺服系統(tǒng)
8.1 概述
8.2 直線電動(dòng)機(jī)的工作原理
8.3 直線電動(dòng)機(jī)的分類
8.3.1 按結(jié)構(gòu)型式分類
8.3.2 按功能用途分類
8.3.3 按工作原理分類
8.4 直線感應(yīng)電機(jī)技術(shù)
8.4.1 直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
8.4.2 直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的基本工作原理
8.4.3 直線感應(yīng)電機(jī)的基本特性
8.4.4 直線感應(yīng)電機(jī)的矢量控制
8.5 直線永磁同步電機(jī)
8.5.1 直線永磁同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
8.5.2 直線永磁同步電機(jī)的基本工作原理
8.5.3 直線永磁同步電機(jī)的分類
8.5.4 直線永磁同步電機(jī)的軸數(shù)學(xué)模型
8.6 高頻響、短行程直線伺服電機(jī)
8.6.1 直流型高頻響、短行程直線伺服電機(jī)
8.6.2 磁阻型高頻響、短行程直線伺服電機(jī)
8.7 直線步進(jìn)電動(dòng)機(jī)
8.7.1 直線步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理
8.7.2 直線步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)分析
8.8 關(guān)于直線交流伺服電機(jī)的控制策略
8.8.1 傳統(tǒng)的控制策略
8.8.2 現(xiàn)代控制策略
8.8.3 智能控制策略
8.9 高速機(jī)床直線電機(jī)進(jìn)給伺服系統(tǒng)
8.9.1 直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)
8.9.2 直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)存在的關(guān)鍵技術(shù)問題
8.9.3 直線交流伺服電機(jī)系統(tǒng)的主要指標(biāo)及參數(shù)
8.9.4 直線電機(jī)伺服系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

附錄
附錄A 直流伺服電機(jī)的主要用語與定義
附錄B 永磁同步伺服電機(jī)參數(shù)的等效直流電機(jī)換算
參考文獻(xiàn)