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| 編輯推薦： |
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《运动控制系统原理及应用》适用于高等学校自动化、机电等专业学习执行机构、半导体器件、传感器原理、功率电路等先修课程之后的“运动控制系统”专业课程教学使用，也可供机器人、自动化等专业技术人员参考。
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| 內容簡介： |
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《运动控制系统原理及应用》首先介绍了运动控制系统的基本概念，让读者对运动控制系统的基本组成和应用背景有较为基本的认识；进而结合相关产品及项目实例分别介绍几种常见的运动控制策略、数字化部件、脉宽调制技术、智能控制技术及人机通信技术等，让读者对运动控制系统各部分原理和组成进行更加系统性的学习；*后以生产实例引导读者进行系统设计、集成的思考。
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| 關於作者： |
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赵晶，主要从事控制理论与控制工程、智能电气、智能信息处理等相关课程的教学。获得省级科技进步奖（集体项目）、校级教学成果奖，以及多项省级教学质量工程项目、市厅级以上科研项目。
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| 目錄：
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第1章运动控制系统基本概念11.1运动控制系统及其组成11.2运动控制系统的分类21.3运动控制系统的执行机构21.3.1步进电动机31.3.2直流电动机31.3.3交流异步电动机41.3.4交流同步电动机51.3.5无刷直流电动机61.4运动控制系统的性能指标及其执行机构机械特性71.4.1运动控制系统的主要性能指标71.4.2运动控制系统中影响性能指标的因素101.4.3运动控制系统中执行机构的机械特性111.5运动控制系统的历史和发展19思考题与习题20第2章运动控制系统的控制策略212.1直流调速系统V-M控制212.1.1直流调速系统数学模型212.1.2单闭环直流调速系统242.1.3双闭环直流调速系统302.2直流电动机调速系统的工程设计372.2.1工程设计任务372.2.2双闭环直流调速系统主电路结构372.2.3系统电路设计382.2.4调节器工程设计442.3交流调速系统变压变频控制572.3.1变频调速的本质和意义572.3.2交流调速系统基本控制方式592.3.3异步电动机变频调速原理612.4交流调速系统的矢量控制622.4.1三相异步电动机数学模型622.4.2三相-两相静止坐标变换（3s2s变换）632.4.3两相静止两相旋转坐标变换（2s2r变换）642.4.4三相异步电动机按转子磁场定向的矢量控制652.5交流调速系统直接转矩控制672.5.1磁链与转矩估计模块682.5.2基于开关表的直接转矩控制策略682.6位置伺服与多轴控制712.6.1单轴位置伺服系统712.6.2多轴运动协调控制技术简介752.6.3多轴运动控制中的插补原理80思考题与习题89第3章运动控制系统的数字控制913.1运动控制系统传感器概述913.2运动控制系统中的检测及滤波技术923.2.1旋转变压器923.2.2光电编码器963.2.3直线光栅1013.2.4运动控制系统中其他传感器简介1053.2.5运动控制系统中的速度检测与滤波1103.3运动控制系统的数字化1133.3.1量化与编码1143.3.2采样频率的选择1153.3.3数字运动控制系统的输入与输出变量1153.3.4数字PI调节器的实现116思考题与习题117第4章运动控制系统中的脉宽调制1184.1直流脉宽调制变换器1194.1.1直流PWM变换器的电路结构与工作原理1194.1.2直流PWM变换器的控制特性1224.2可逆直流调速系统1234.2.1直流调速系统的可逆运行与可逆电路1244.2.2可逆直流调速系统环流问题简介1264.3交流PWM变频器主回路1284.4交流PWM控制技术1294.4.1正弦波脉宽调制（SPWM）技术1294.4.2消除指定次数谐波的PWM（SHEPWM）控制技术1304.4.3电流跟踪PWM（CFPWM）控制技术1314.5电压空间矢量PWM控制技术1334.5.1空间矢量的定义1334.5.2电压与磁链空间矢量的关系1354.5.3PWM逆变器输出的基本电压矢量1354.5.4正六边形空间旋转磁场1364.5.5预期电压空间矢量的合成1384.5.6SVPWM的实现1404.5.7SVPWM控制的定子磁链分析141思考题与习题143第5章运动控制系统中的智能控制1445.1模糊控制原理概述1445.1.1模糊控制系统的组成与特点1445.1.2模糊控制基本原理1455.1.3模糊控制系统的分类1465.2模糊控制器1505.2.1模糊控制器的组成1505.2.2模糊控制器的结构1515.3模糊控制过程1535.3.1精确量的模糊化1535.3.2模糊数据库1545.3.3模糊控制规则1565.3.4模糊控制算法1575.3.5解模糊判决1595.4基于模糊控制的运动控制系统举例1615.5人工神经网络概述1665.6基于神经网络的运动控制系统设计1675.6.1神经网络转速估计基本原理1675.6.2神经网络在调速系统转速估计中的应用168思考题与习题172第6章运动控制系统中的通信技术1736.1运动控制系统中的现场总线通信1736.1.1现场总线概述1736.1.2基于现场总线的运动控制系统架构1786.2ABB AC500系列控制器通信系统概述1836.2.1AC500中的IO总线1846.2.2AC500控制器CPU中的通信接口介绍1846.2.3AC500系列控制器的通信接口连接186思考题与习题188第7章运动控制系统驱动器的设计1897.1驱动器的总体性能要求和设计任务1897.2运动控制系统驱动器设计过程1897.2.1运动控制系统驱动器硬件设计1897.2.2运动控制系统驱动器软件设计1947.2.3设计结果验证1997.3ABB驱动器——ACS880简介200思考题与习题203第8章运动控制系统的集成与设计2048.1PLC控制系统设计2058.1.1设计的基本原则2058.1.2设计的基本内容2058.1.3设计的一般步骤2068.1.4PLC硬件系统设计2068.1.5提高控制系统可靠性的措施2138.2ABBAC500系列PLC运动控制器2148.3项目案例2168.3.1基于AC500的液压送料机2168.3.2基于AC500的自动停车场220思考题与习题221参考文献222
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| 內容試閱：
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作为控制科学与工程学科的一个重要研究内容，运动控制以各类电动机为控制对象，综合机械、电子、计算机、通信和自动化等相关技术，采用合适的控制策略，通过以DSP、单片机等微控制芯片为核心的驱动器、控制器，利用电力电子驱动装置、信号检测装置等组成运动控制系统，对不同类型电动机的电压、电流、频率等变量进行控制，在精度、响应速度、动态特性等性能指标的约束下实现工作机械转矩、转速、加速度、位置等机械量的控制。作为“运动控制系统”课程的载体，本书在第1章首先介绍了运动控制系统基本概念，让读者对运动控制系统的组成和应用背景有较为基本的认识。第2章将运动控制系统分为直流调速系统、交流调速系统、位置伺服控制、多轴控制等方面分别展开运动控制策略的介绍。直流调速系统在介绍单闭环和双闭环直流调速的基础上重点介绍了主电路结构确定、电路设计、调节器设计等直流电动机调速系统的工程设计过程；交流调速系统则在综合性地介绍了交流变频调速技术后重点对目前应用最为广泛的矢量控制和直接转矩控制进行介绍。而在激光切割、数控机床的运动控制中更多用到的并非调速控制，为了让读者能够更好地理解运动控制技术在这些场合的应用，本章的最后还增加了对位置伺服和多轴控制的介绍。数字传感技术是实现数字控制的基础。第3章主要介绍了运动控制系统的数字控制技术。本章在重点介绍旋转变压器、光电编码器、直线光栅三种最常用的转速位置传感器的基础上还介绍了测速发电机、霍尔传感器等工程中时常会见到的转速位置传感器，随后以光电编码器为例介绍了速度检测与滤波技术的实现过程。本章的最后讲解了量化、编码等运动控制系统数字化的几种通用技术，并以最常用的PI调节器为例介绍其数字化过程。脉宽调制技术是运动控制系统中一项非常重要的技术。第4章首先介绍直流脉宽调制变换器和可逆的直流调速系统，接着介绍了几种常见的交流脉宽调制技术，其中重点介绍了目前应用最为广泛的电压空间矢量脉宽调制技术（SVPWM）的原理和实现过程。随着智能控制技术的发展，为了获得更好的性能指标，运动控制系统也引入了众多智能控制技术。第5章以模糊控制和人工神经网络为例介绍了智能控制技术在运动控制中的应用。第6章对运动控制系统现场总线通信技术进行了简要介绍，并以ABB AC500系列控制器通信系统为例让读者对运动控制系统中的现场通信有更直观的理解。第7章详细介绍了运动控制系统核心部件——驱动器的设计过程，并以ABB ACS880驱动器为例让读者对驱动器的基础功能、附加功能有更深层次的理解。第8章介绍了运动控制系统集成和设计的原则、内容、一般步骤和注意事项。本书为厦门理工学院资助的校企合作教材，由厦门理工学院自动化、电气工程及其自动化专业教学一线的教师编写，赵晶老师统稿。其中赵晶老师编写第1、5、6、7章，黄韬老师编写第2、4章，黄江茵老师编写第3章，王荣校老师编写第8章。本书在编写过程中得到了北京ABB电气传动系统有限公司的鼎力支持，ABB为本书的编写提供了产品、实例、试验调试等方面的支持，在此表示深深的感谢。本书在满足教学需要的同时兼顾工程应用，主要针对应用型本科高校自动化、电气工程及其自动化专业高年级学生。运动控制系统中的执行机构、半导体器件、传感器原理、功率电路等内容已在先修课程中学习，本书仅作简要介绍而不进行深入展开。由于编者学识有限，加之时间仓促，本书不足之处在所难免，请读者不吝赐教。编者2019年10月
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