伺服系统原理与设计

本书共10章，主要围绕电气伺服系统的设计内容展开。第1章为概论。第2章介绍了伺服系统的检测元件与执行电机。第3～5章按照伺服系统设计的一般过程，分别阐述伺服系统的稳态设计、传递函数的建立、动态设计。第6章对动态设计中如何提高伺服系统品质的方法进行了深入分析。以上6章是伺服系统设计的基本知识，是学习和掌握伺服系统设计的基础。第7章介绍了伺服系统*优传递函数的设计方法，该设计方法尽管已鲜见讨论，但仍具有学习和实用价值。第8章介绍了现代控制理论在伺服系统中的应用，通过几个传统实例讲解伺服系统，特别是模拟伺服系统的设计过程。第9章和第10章从数字伺服系统发展的实践出发，介绍伺服系统的数字仿真、设计以及滑模控制、重复控制、神经网络逆控制等现代控制理论在伺服系统设计中的应用。后面5章的内容读者可根据需要自行选择学习。 \n
本书可作为普通高校自动化、电气工程及其自动化、机械电子等专业的教材，也可作为从事伺服控制系统研究和开发的科研和工程技术人员的参考书。 \n

目录 \n
前言 \n
第1章概论 \n
1.1伺服系统的发展 \n
1.2伺服系统的应用 \n
1.3伺服系统的组成、控制方式及分类 \n
1.3.1伺服系统的组成 \n
1.3.2伺服系统的控制方式 \n
1.3.3伺服系统的分类 \n
1.4伺服系统的技术指标 \n
1.5伺服系统设计的内容和步骤 \n
1.6伺服系统设计方案的选择问题 \n
第2章伺服系统的检测元件与执行电机 \n
2.1角度（位移）的检测 \n
2.1.1电位计 \n
2.1.2自整角机与旋转变压器 \n
2.1.3感应同步器 \n
2.1.4光电编码器 \n
2.1.5光栅 \n
2.1.6磁尺 \n
2.1.7三自由度陀螺 \n
2.2角速度的检测 \n
2.2.1测速发电机 \n
2.2.2测速电桥 \n
2.2.3基于脉冲信号的测速方法 \n
2.2.4速率陀螺 \n
2.3执行电机 \n
2.3.1直流伺服电机 \n
2.3.2交流异步伺服电机 \n
2.3.3交流同步伺服电机 \n
2.3.4步进电机 \n
第3章伺服系统的稳态设计 \n
3.1设计概述 \n
3.2负载的分析计算 \n
3.2.1几种典型负载 \n
3.2.2负载的折算 \n
3.2.3负载的综合计算 \n
3.3执行元件的选择 \n
3.3.1单轴传动的电机选择 \n
3.3.2多轴传动的电机选择 \n
3.4检测装置、信号转换线路、放大装置及电源线路等的设计与选择 \n
3.4.1检测装置 \n
3.4.2信号转换电路 \n
3.4.3放大装置 \n
3.4.4电源设备等装置 \n
第4章伺服系统传递函数的建立 \n
4.1直流随动系统传递函数推导 \n
4.2采用两相异步电机的交流随动系统传递函数推导 \n
4.3采用三相电动机的交流随动系统传递函数推导 \n
第5章伺服系统的动态设计 \n
5.1引言 \n
5.2系统品质与系统特性 \n
5.2.1系统特性与其稳态精度的关系 \n
5.2.2系统特性与其过渡过程品质的关系 \n
5.3希望特性的绘制 \n
5.4串联补偿设计 \n
5.5负反馈补偿设计 \n
5.6考虑降低灵敏度的设计 \n
5.7复合控制系统的设计 \n
5.8交流系统的补偿设计 \n
5.8.1交流载频系统对信号传递的要求 \n
5.8.2交流载频系统补偿装置的设计 \n
第6章提高伺服系统品质的方法 \n
6.1常用的线性补偿 \n
6.1.1串联补偿 \n
6.1.2顺馈补偿 \n
6.1.3负反馈补偿 \n
6.1.4正反馈补偿 \n
6.2复合控制与扰动间接测量补偿技术 \n
6.2.1扰动补偿的不变性原理 \n
6.2.2复合控制伺服系统 \n
6.2.3复合控制双传动伺服系统 \n
6.2.4模型跟踪控制系统 \n
6.2.5扰动的间接测量补偿技术 \n
6.3非线性补偿技术在伺服系统中的应用 \n
6.3.1采用非线性速度阻尼 \n
6.3.2采用非线性积分器和非线性PI调节器 \n
6.3.3采用双模或多模控制技术 \n
6.4干摩擦对系统的影响及其改善 \n
6.4.1干摩擦造成系统低速不平滑 \n
6.4.2减小低速跳动的措施 \n
6.5机械谐振对系统的影响及其补偿 \n
6.5.1传动轴弹性变形造成的机械谐振 \n
6.5.2消除或补偿机械谐振影响的措施 \n
6.6传动间隙对系统的影响及其补偿 \n
6.6.1传动间隙对系统性能的影响 \n
6.6.2消除或补偿传动间隙对系统的影响 \n
第7章优传递函数设计方法 \n
7.1引言 \n
7.2优传递函数 \n
7.2.1目标函数为J1时的优传递函数 \n
7.2.2目标函数为J2时的优传递函数 \n
7.3状态反馈设计 \n
7.3.1全状态反馈设计 \n
7.3.2Ⅱ型系统设计 \n
7.3.3部分状态反馈设计 \n
7.4输出反馈补偿设计及其他 \n
第8章现代控制理论在伺服系统中的应用 \n
8.1伺服系统的滑模控制 \n
8.1.1二阶系统开关控制举例 \n
8.1.2滑动模态 \n
8.1.3伺服系统的滑模控制设计 \n
8.2重复控制原理及其应用 \n
8.2.1重复控制原理 \n
8.2.2重复控制系统的稳定性 \n
8.2.3重复控制系统的设计方法 \n
8.3基于多层前向神经网络的伺服系统逆动态控制 \n
8.3.1研究背景 \n
8.3.2非线性伺服系统逆动态模型建立 \n
8.3.3神经网络逆动态前馈控制 \n
8.3.4神经网络逆动态学习控制 \n
第9章数字伺服系统的设计 \n
9.1概述 \n
9.1.1数字伺服系统的组成 \n
9.1.2数字伺服系统的控制过程 \n
9.1.3数字伺服系统的设计 \n
9.2数字伺服系统的硬件设计与实现 \n
9.2.1设计和选择系统的总线和主机机型 \n
9.2.2模拟量输入通道的设计与实现 \n
9.2.3模拟量输出通道的设计与实现 \n
9.2.4数字-自整角机/旋转变压器转换（DSC/DRC） \n
9.2.5自整角机/旋转变压器-数字转换（SDC/RDC） \n
9.3数字伺服系统的控制器设计与程序实现 \n
9.3.1数字伺服系统的控制器设计 \n
9.3.2数字控制器的程序实现 \n
9.3.3采样频率的选取 \n
第10章伺服系统设计实例 \n
10.1某观测镜直流伺服系统设计 \n
10.1.1设计任务与技术要求 \n
10.1.2系统主要元件的选择和线路方案的制定 \n
10.1.3系统传递函数的推导 \n
10.1.4系统的动态设计 \n
10.2某光学投影变焦步进伺服系统设计 \n
10.2.1系统的总体方案设计 \n
10.2.2步进电动机及驱动器的选择 \n
10.2.3数字控制器设计 \n
10.2.4对步进电动机的控制 \n
10.2.5控制软件的设计 \n
10.2.6目标变焦系统的控制结果 \n
10.3火炮方位伺服系统 \n
10.4电动舵机伺服系统 \n
10.4.1电动舵机伺服系统的设计要求及指标 \n
10.4.2电动舵机伺服系统的组成及原理 \n
10.4.3电动舵机伺服系统方案设计 \n
10.4.4电动舵机伺服系统控制方案设计 \n
10.5二维扫描机构伺服系统 \n
10.5.1控制系统相关硬件电路设计 \n
10.5.2控制系统软件设计 \n
10.6三维飞行视景仿真伺服系统 \n
10.6.1伺服电机、驱动装置及位置检测 \n
10.6.2数字控制器及相关电路 \n
10.6.3伺服系统的控制程序 \n
10.6.4伺服系统的保护 \n
附录 \n
附录A常用无源补偿电路及其特性 \n
附录B常用有源补偿电路及其特性 \n
参考文献 \n