高級運動控制系統及其套用研究

《高級運動控制系統及其套用研究》是2015年9月清華大學出版社出版的圖書，作者是舒志兵。

基本介紹

• 書名：高級運動控制系統及其套用研究
• 作者：舒志兵
• ISBN：9787302400905
• 定價：59元
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2015年9月

內容簡介

在機電一體化技術迅速發展的同時，高級伺服運動控制技術作為其關鍵組成部分，也得到前所未有的大發展，國內外各個廠家相繼推出運動控制的新技術、新產品。本書主要研究了全閉環交流伺服驅動技術（Full Closed AC Servo）、DSP交流伺服系統技術（DSP AC Servo System）、PLC交流伺服系統技術（PLC AC Servo System）、基於現場匯流排的運動控制技術（CANbusbased motion controller）、機器人技術和運動控制卡（Motion Controlling Board）等幾項具有代表性的新技術，重點分析了現代交流伺服運動控制系統的檢測技術及檢測元件、系統數學模型分析及仿真、專用數控系統，同時給出了大量生產實踐中交流伺服運動控制系統的套用實例。

本書涉及伺服系統、運動控制、機器人及現場匯流排等內容，是機械設計製造及自動化、電氣自動化及自動化專業的專業基礎課教材。本書編寫過程中，注重精煉、概括原設定過窄的專業課，將原來數門課程的主要內容與基本概念、基本理論和基本方法重新組編，既對以往的教材有一定的繼承，又體現先進制造技術及運動控制技術的發展和專業培養的要求。

圖書目錄

第1章高級運動控制系統概論

1.1引言

1.2全數字高精智慧型型伺服系統驅動技術發展方向

1.3運動控制系統的發展歷程

1.4目前伺服運動控制產品的主要套用行業分析

習題

第2章伺服運動控制系統檢測技術及元件

2.1檢測系統

2.2感測器技術

2.2.1感測器分類

2.2.2基礎效應

2.2.3新型敏感材料

2.2.4新加工工藝

2.2.5新型感測器件

2.3現代檢測技術

2.3.1軟測量技術

2.3.2圖像檢測系統

2.3.3智慧型檢測

2.3.4虛擬儀器檢測技術

2.4檢測元件

2.4.1旋轉變壓器

2.4.2感應同步器

2.4.3脈衝編碼器

2.4.4光柵

2.4.5磁尺

習題

第3章交流伺服運動控制系統模型及仿真分析

3.1永磁同步電動機交流伺服運動控制系統

3.1.1永磁同步電動機交流伺服運動控制系統簡介

3.1.2永磁同步電動機交流伺服運動控制系統的組成

3.2PMSM伺服系統的數學模型

3.2.1PMSM的基本結構及種類

3.2.2PMSM的數學模型

3.2.3PMSM等效電路

3.2.4PMSM的矢量控制原理

3.2.5PMSM的id=0矢量控制方式

3.2.6PMSM解耦狀態方程

3.3PMSM伺服運動控制系統電流環設計

3.3.1影響電流環性能的主要因素分析

3.3.2電流環PI綜合設計

3.4PMSM伺服運動控制系統速度環設計

3.4.1速度環PI綜合設計

3.4.2滑模變結構基本原理

3.4.3PMSM伺服運動控制系統速度環的變結構設計

3.5PMSM伺服運動控制系統位置環設計

3.5.1變結構控制在伺服運動控制系統中的套用剖析

3.5.2PMSM伺服運動控制系統位置環的變結構設計

3.6PMSM伺服運動控制系統仿真分析

3.6.1基於矢量控制的電流滯環仿真分析

3.6.2伺服運動控制系統變結構仿真

習題

第4章基於DSP、FPGA和ARM的運動控制系統

4.1嵌入式運動控制系統的發展現狀及發展方向

4.1.1何謂嵌入式系統

4.1.2嵌入式運動控制系統簡介

4.1.3嵌入式系統的優勢

4.1.4嵌入式系統的發展現狀及趨勢

4.2基於DSP的交流伺服系統的設計

4.2.1DSP技術的簡介與發展概況

4.2.2基於DSP控制系統的總體結構

4.2.3基於DSP控制系統的硬體設計

4.2.4基於DSP控制系統的軟體設計

4.2.5基於DSP控制系統的測試

4.3基於FPGA的PMSM控制系統設計

4.3.1FPGA技術的簡介與發展概況

4.3.2基於FPGA控制系統的硬體設計

4.3.3PMSM的智慧型PID控制器的FPGA實現

4.3.4基於FPGA控制系統的測試

4.4基於ARM的運動控制系統設計與分析

4.4.1ARM技術的簡介與發展概況

4.4.2基於ARM的運動控制系統總體設計

4.4.3基於ARM的運動控制系統硬體設計

4.4.4基於ARM的運動控制系統軟體設計

4.4.5基於ARM的運動控制系統的性能測試與結果分析

習題

第5章基於PC運動控制板卡的交流伺服運動控制系統

5.1預備知識

5.1.1伺服運動控制系統的組成

5.1.2作業系統

5.1.3實時多任務作業系統(iRMX)

5.1.4作業系統對運動控制器的影響

5.1.5伺服運動控制對控制系統的要求

5.2PC與伺服運動控制器的信息交換

5.2.1ISA匯流排與PCI匯流排

5.2.2雙口RAM

5.2.3IDT71321套用舉例

5.2.4基於PC ISA的運動控制板卡

5.2.5基於PC PCI的運動控制卡

5.3伺服運動控制系統的採樣周期

5.3.1信息變換原理

5.3.2採樣過程及採樣函式的數學表示

5.3.3採樣函式的頻譜分析及採樣定理

5.3.4採樣周期T對運動控制器的影響

5.4基於PC與基於PLC運動控制器的比較

5.5基於PC的伺服運動控制系統設計分析

5.5.1上位計算機的選擇

5.5.2運動控制器板卡的設計分析

5.5.3驅動器、反饋元件的設計分析

5.5.4伺服電機的設計分析

5.6基於PC的伺服運動控制系統舉例

5.6.1PAMC開放式運動控制卡在數控系統中的套用

5.6.2TRIO運動控制卡

5.6.3PCIMC3A及PCIMC3B三軸雕刻機控制卡

習題

第6章基於現場匯流排的高級運動控制系統

6.1基於CANbus匯流排的交流伺服運動控制系統

6.1.1CAN匯流排的概述

6.1.2CAN匯流排的分層結構

6.1.3基於CAN匯流排高級運動控制系統的硬體設計

6.1.4基於CAN匯流排高級運動控制系統的軟體設計

6.1.5基於POWERLINK匯流排的高級運動控制系統套用案例

6.2基於POWERLINK匯流排的高級運動控制系統

6.2.1POWERLINK匯流排的概述

6.2.2POWERLINK匯流排的協定概述

6.2.3基於POWERLINK匯流排參考模型

6.2.4POWERLINK功能及技術實現

6.2.5基於POWERLINK匯流排的高級運動控制系統套用案例

6.3基於PROFIBUS匯流排的高級運動控制系統

6.3.1PROFIBUS匯流排的概述

6.3.2PROFIBUS匯流排通信協定

6.3.3基於PROFIBUS匯流排高級運動控制系統的硬體設計

6.3.4基於PROFIBUS匯流排高級運動控制系統的軟體設計

6.3.5基於PROFIBUS匯流排的高級運動控制系統套用案例

6.4基於MECHATROLINK匯流排的高級運動控制系統

6.4.1MECHATROLINKⅡ匯流排的概述

6.4.2MECHATROLINK匯流排的通信協定

6.4.3基於MECHATROLINK匯流排的高級運動控制系統套用案例

6.5基於CoDeSys編程開發平台

6.5.1CoDeSys的分層架構

6.5.2CoDeSys自動化開發平台中間件

6.5.3CoDeSys的運動控制模組

6.5.4CoDeSys項目套用案例

習題

第7章工業機器人運動控制系統

7.1工業機器人概述

7.1.1工業機器人的定義與發展狀況

7.1.2工業機器人的基本組成

7.1.3工業機器人的套用與技術要求

7.1.4工業機器人軌跡規劃及其研究現狀

7.2機器人的運動學和動力學模型

7.2.1機器人的運動學模型

7.2.2機器人的動力學模型

7.3機器人運動軌跡規劃

7.3.1機器人軌跡規劃的一般形式與常用方法

7.3.2基於自適應神經模糊推理系統的機器人軌跡規劃

7.3.3基於勢場法的機器人避障運動軌跡規劃研究

7.4工業機器人的典型案例分析

7.4.1KUKA機器人在汽車焊接中的套用

7.4.2ABB機器人雷射切割系統套用

7.4.3FANUC焊接機器人控制系統套用分析

7.4.4安川MotomanHP20D機器人在施釉系統中的套用

7.4.5懸臂式磁瓦機械手控制系統的設計與實現

習題

參考文獻