电子设备传动与控制技术

本书以建立电子装备的伺服传动系统设计方法、性能分析、测试验证为出发点，从系统架构、组成元件、稳态与动态设计及性能分析、结构设计方法等方面，分别围绕机电伺服传动系统、电液系统两条主线展开系统论述。在此基础上，阐述了机电液伺服传动系统的仿真技术和测试验证技术，最后针对机电伺服传动系统和电液伺服传动系统分别给出了典型案例。 本书适合从事电子装备系统研究和开发的工程技术人员参考，还可以作为高等院校机电一体化学科硕士生、博士生和教师的参考书。

胡长明中国电子科技集团公司第十四研究所首席专家，长期从事复杂电子装备结构工艺及智能制造技术研究应用。现任中国电子科技集团公司第十四研究所工业设计中心(国家级)主任。国家智能制造专家委委员，标准化专家咨询组成员，中国电子学会会士，电子机械工程分会常务副主任委员。获国家科技进步一等奖一项，省部级科技进步奖十余项。

第1章 绪论 （1）
1.1 电子设备传动控制系统的基本概念 （1）
1.1.1 典型电子设备 （1）
1.1.2 传动控制系统 （1）
1.2 电子设备传动控制系统的分类与特点 （4）
1.2.1 按机构形式分类 （4）
1.2.2 按控制方式分类 （4）
1.2.3 按系统功能分类 （5）
1.2.4 按传动介质分类 （5）
1.3 电子设备传动控制技术的发展与趋势 （6）
1.3.1 发展历程 （6）
1.3.2 未来趋势 （7）
第2章 机电伺服控制系统 （9）
2.1 概论 （9）
2.1.1 机电伺服控制系统的概念 （9）
2.1.2 组成和原理 （9）
2.1.3 设计要素 （10）
2.2 机电伺服控制元件 （10）
2.2.1 反馈元件 （10）
2.2.2 执行元件 （17）
2.2.3 功率驱动模块 （21）
2.2.4 变换元件 （22）
2.3 机电伺服控制系统的稳态设计 （25）
2.3.1 负载分析 （25）
2.3.2 驱动方式和传动速比确定 （25）
2.3.3 执行元件选择 （27）
2.3.4 驱动电路设计 （29）
2.3.5 反馈测量回路设计 （35）
2.4 机电伺服控制系统的动态设计 （36）
2.4.1 固有环节传递函数确定 （36）
2.4.2 期望特性设计 （38）
2.4.3 电流回路设计 （42）
2.4.4 速度回路设计 （44）
2.4.5 位置回路设计 （45）
2.4.6 机械结构因素对动态性能的影响 （46）
2.4.7 提高机电伺服控制系统性能的其他方法 （50）
2.5 全数字机电伺服控制系统 （55）
2.5.1 全数字机电伺服控制系统分布式、模块化硬件架构 （55）
2.5.2 全数字机电伺服控制系统软件算法 （62）
2.6 机电伺服控制系统的多电动机协同控制 （70）
2.6.1 多电动机柔性协同控制结构 （71）
2.6.2 多电动机刚性协同控制结构 （75）
第3章 机电伺服传动结构 （77）
3.1 传动元件 （77）
3.1.1 轴承 （77）
3.1.2 丝杠副 （86）
3.1.3 齿轮副 （90）
3.1.4 减速机 （96）
3.2 天线座 （100）
3.2.1 系统需求分析和天线座结构形式 （101）
3.2.2 负载分析与计算 （108）
3.2.3 轴系支承设计 （115）
3.2.4 动力传动装置设计 （125）
3.2.5 测角装置 （131）
3.2.6 安全与保护 （136）
3.2.7 轴系误差分析与综合 （140）
3.3 特种传动结构 （144）
3.3.1 综合交连 （144）
3.3.2 电动倒竖机构 （158）
3.3.3 电动调平机构 （159）
3.3.4 方舱行走机构 （160）
第4章 电液控制系统和传动机构 （164）
4.1 概述 （164）
4.2 电液控制系统元件 （165）
4.2.1 放大器 （165）
4.2.2 反馈测量元件 （167）
4.2.3 液压动力元件 （168）
4.2.4 液压控制元件 （170）
4.2.5 液压执行元件 （175）
4.2.6 液压辅助元件 （177）
4.3 电液控制系统的稳态分析与设计 （179）
4.3.1 负载特性分析 （179）
4.3.2 执行器及控制方式选择 （181）
4.3.3 反馈测量元件的选择 （183）
4.3.4 液压动力源设计 （184）
4.4 电液控制系统的动态分析与设计 （185）
4.4.1 固有环节传递函数 （185）
4.4.2 系统稳定性分析 （189）
4.4.3 提高电液位置伺服控制系统性能的方法 （191）
4.5 典型传动机构 （193）
4.5.1 展收机构 （193）
4.5.2 调平机构 （199）
4.5.3 高架机构 （200）
4.5.4 并联调姿机构 （205）
4.5.5 锁定机构 （208）
4.5.6 升降维修平台 （211）
第5章 传动控制系统仿真 （214）
5.1 伺服控制仿真 （214）
5.1.1 需求分析 （214）
5.1.2 仿真模型建立 （215）
5.1.3 仿真结果分析 （223）
5.2 机构运动学与动力学仿真 （226）
5.2.1 需求分析 （226）
5.2.2 仿真模型建立 （227）
5.2.3 仿真结果分析 （231）
5.3 液压系统仿真 （232）
5.3.1 需求分析 （232）
5.3.2 仿真模型建立 （232）
5.3.3 仿真结果分析 （237）
5.4 机电液联合仿真 （238）
5.4.1 需求分析 （238）
5.4.2 仿真模型联立 （239）
5.4.3 仿真结果分析 （241）
5.4.4 半物理仿真测试 （241）
第6章 传动控制系统测试 （243）
6.1 元件测试 （243）
6.1.1 测角元件精度测试 （243）
6.1.2 电动机性能测试 （245）
6.1.3 柱塞泵性能测试 （247）
6.1.4 比例流量阀性能测试 （249）
6.1.5 液压缸性能测试 （249）
6.2 传动系统精度测试 （251）
6.2.1 轴系精度测试 （251）
6.2.2 传动误差和回差测试 （254）
6.2.3 系统测角精度测试 （255）
6.3 伺服性能测试 （256）
6.3.1 位置稳态精度测试 （256）
6.3.2 速度稳态精度测试 （258）
6.3.3 加速度测试 （259）
6.3.4 带宽测试 （259）
6.3.5 阶跃响应测试 （259）
第7章 电子设备机电传动控制系统设计案例 （261）
7.1 概述 （261）
7.2 需求分析 （262）
7.2.1 功能与指标要求 （262）
7.2.2 系统分析与座架选型 （263）
7.3 系统组成与工作原理 （263）
7.3.1 系统组成 （263）
7.3.2 工作原理 （264）
7.4 负载分析与综合 （266）
7.4.1 风负载 （266）
7.4.2 惯性负载 （267）
7.4.3 摩擦负载 （267）
7.4.4 驱动综合负载 （267）
7.5 伺服控制系统设计 （268）
7.5.1 控制回路设计 （268）
7.5.2 伺服驱动器与电动机选型 （270）
7.5.3 伺服主控单元设计 （272）
7.5.4 联锁控制单元设计 （273）
7.5.5 系统谐振频率分析与校核 （273）
7.6 天线座结构设计 （274）
7.6.1 方位部分设计 （274）
7.6.2 俯仰部分设计 （280）
7.7 综合交连设计 （285）
7.7.1 方位水铰链设计 （285）
7.7.2 俯仰水铰链设计 （287）
7.7.3 方位汇流环设计 （288）
7.8 系统刚/强度仿真分析与精度校核 （289）
7.8.1 刚/强度仿真分析与校核 （290）
7.8.2 结构谐振频率分析 （292）
7.8.3 轴系精度分析与校核 （293）
第8章 电子设备电液传动控制系统设计案例 （295）
8.1 概述 （295）
8.2 需求分析 （296）
8.2.1 功能与指标要求 （296）
8.2.2 驱动方式选型 （296）
8.3 系统组成及工作原理 （297）
8.3.1 系统组成 （297）
8.3.2 工作原理 （297）
8.4 伺服控制系统设计 （299）
8.4.1 液压控制系统设计 （299）
8.4.2 自动调平控制 （300）
8.4.3 天线举升同步控制 （301）
8.4.4 天线展收平稳控制 （302）
8.5 架撤机构设计 （304）
8.5.1 调平系统设计 （304）
8.5.2 阵面倒竖机构设计 （308）
8.5.3 边块展收机构设计 （311）
8.5.4 锁紧机构设计 （312）
8.5.5 液压泵站设计 （314）
8.6 机电液系统联合仿真及测试 （315）
8.6.1 机电液系统联合仿真 （315）
8.6.2 半物理实时仿真测试 （317）
参考文献 （319）