现代数控机床伺服及检测技术pdf电子书版本下载

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第1章 概述 1

1．1 伺服系统的组成 1

1．2 对伺服系统的基本要求 2

1．3 伺服系统的分类 4

1．3．1 按调节理论分类 4

1．3．2 按使用的驱动元件分类 5

1．3．3 按使用直流伺服电机和交流伺服电机分类 6

1．3．4 按进给驱动和主轴驱动分类 6

1．3．5 按反馈比较控制方式分类 6

第2章 伺服控制基础知识 10

2．1 运算放大器的应用 10

2．1．1 反相比例放大器 10

2．1．2 反相比例加法运算放大器 12

2．1．3 同相比例放大器 13

2．1．4 积分运算放大器 13

2．1．5 比例积分运算放大器 15

2．1．6运算放大器作为比较器使用 15

2．2 电力半导体器件 17

2．2．1 晶闸管（SCR） 17

2．2．2 其他电力半导体器件介绍 20

第3章 步进电动机及其驱动控制系统 23

3．1 步进电动机的种类结构及其工作原理 23

3．1．1 反应式步进电动机 23

3．1．2 多段反应式步进电动机 27

3．1．3 混合式步进电动机 28

3．2 步进电动机的特性及选用 30

3．2．1 步进电动机的运行性能 30

3．2．2 步进电动机的选用 35

3．3 步进电动机的控制与驱动 37

3．3．1 步进电动机的控制方法 37

3．3．2 步进电动机驱动电源设计 39

3．3．3 步进电动机与微机的接口技术 44

3．4 步进电动机的控制及其程序设计 46

3．4．1 步进电动机控制信号的产生及标度变换 46

3．4．2 步进电动机的运行控制及程序设计 52

3．4．3 步进电动机的变速控制及程序设计 58

第4章 直流伺服电动机及其速度控制 73

4．1 直流（DC）伺服电动机概述 73

4．1．1 直流伺服电动机的基本结构 73

4．1．2 直流伺服电动机的分类 73

4．1．3 永磁直流伺服电动机 75

4．1．4 对直流伺服电动机的要求及选用 79

4．2 直流电力拖动控制系统的基本概念 80

4．2．1 他励直流电动机的机械特性 80

4．2．2 直流电动机的调速方法 81

4．2．3 直流伺服电动机的特性 83

4．2．4 电力拖动控制系统的主要技术指标 85

4．3 直流电动机晶闸管供电的速度控制系统 89

4．3．1 具有转速负反馈的单闭环晶闸管——电动机调速系统 89

4．3．2 PI调节器与无静差转速负反馈单闭环调速系统 92

4．3．3 晶闸管供电转速电流双闭环直流调速系统 94

4．4 晶体管直流脉宽（PWM）调速系统 100

4．4．1 脉宽调制基本原理 100

4．4．2 直流脉宽调速系统的控制电路 111

4．4．3 H型倍频单极式开关放大器工作分析 120

4．5 脉宽调速系统实例 127

4．5．1 脉宽调制双环可逆调速系统 127

4．5．2 双机双轴两相推挽斩波调速系统 129

第5章 交流伺服电动机及其速度控制 134

5．1交流伺服电动机 134

5．1．1 交流伺服电动机的分类和特点 134

5．1．2 永磁交流伺服电动机 135

5．1．3交流伺服电动机的发展动向 138

5．1．4 交流主轴电动机 139

5．2 交流电动机调速原理 141

5．2．1 交流调速的基本技术途径 141

5．2．2 异步电动机的等效电路及机械特性 142

5．2．3 交流变频调速系统基本分析 143

5．3 变频调速技术 146

5．3．1 变频器的分类与特点 146

5．3．2 晶闸管交一直一交变频器 149

5．3．3 脉宽调制型（PWM）变频器 158

5．3．4 正弦波脉宽调制（SPWM）变频器 159

5．4 交流电动机的矢量控制调速系统 163

5．4．1 概述 163

5．4．2 矢量变换的运算功能及原理电路 164

5．4．3 磁通的检测 168

5．5 矢量变换控制的SPWM调速系统 170

5．6 无整流子电机调速系统 172

5．7 交流伺服系统的发展动向 173

第6章 数控机床常用传感器及检测装置 175

6．1 检测装置的要求与分类 175

6．1．1 增量式和绝对式 175

6．1．2 数字式和模拟式 176

6．2 旋转变压器 176

6．2．1 结构和工作原理 176

6．2．2 旋转变压器的应用 177

6．3 感应同步器 178

6．3．1 基本原理 178

6．3．2 结构 179

6．3．3 感应同步器的检测系统 180

6．3．4 感应同步器特点 184

6．3．5 感应同步器安装使用的注意事项 185

6．4 绝对值脉冲编码器 185

6．4．1 基本原理 185

6．4．2 编码器的应用 186

6．5 光栅 188

6．5．1 光栅的种类与精度 188

6．5．2 工作原理 191

6．5．3 光栅检测装置 193

6．6 磁栅 196

6．6．1 磁性标尺 197

6．6．2 磁头 197

6．7 脉冲编码器 200

6．7．1 分类和结构 200

6．7．2 工作原理 202

6．7．3 主轴位置编码器 203

6．7．4 手摇脉冲发生器 203

第7章 位置伺服系统 205

7．1 进给伺服系统的概述 205

7．1．1 伺服系统常用的控制方式 205

7．1．2 数控机床运动方式对伺服系统的要求 208

7．1．3 检测信号反馈比较方式 209

7．2 进给伺服系统分析 209

7．2．1 进给伺服系统的数学模型 209

7．2．2 进给伺服系统的动、静态性能分析 211

7．2．3 前馈控制 213

7．2．4 位置指令信号分析 214

7．2．5 指令值的修正 215

7．3 脉冲比较的进给伺服系统 216

7．3．1脉冲比较式进给位置伺服系统 216

7．3．2 脉冲比较进给系统组成原理 218

7．3．3 脉冲比较电路 218

7．4 相位比较的进给伺服系统 221

7．4．1 相位伺服进给系统组成原理 221

7．4．2 脉冲调相器 222

7．4．3 鉴相器 224

7．5 幅值比较的进给伺服系统 226

7．5．1 幅值伺服系统组成原理 226

7．5．2 鉴幅器 228

7．5．3 电压-频率变换器 229

7．5．4 脉冲调宽式正弦、余弦信号发生器 230

7．6 数据采样式进给伺服系统 233

7．6．1 数据采样式进给位置伺服系统 233

7．6．2 反馈补偿式步进电动机进给伺服系统 236