图书介绍

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图书目录

基础篇1

第1章 运动控制系统基本构成1

1.1 运动控制系统的基本结构1

1.2 运动控制系统的执行电机及驱动2

1.2.1 直流电机2

1.2.2 交流电机6

1.2.3 无刷直流电机9

1.2.4 步进电机10

1.2.5 电机性能比较13

1.3 运动控制中的传感器14

1.3.1 电位器14

1.3.2 光电编码器15

1.3.3 测速发电机16

1.3.4 旋转变压器17

1.3.5 自整角机17

第2章 运动控制系统数学模型的建立19

2.1 运动控制系统数学模型概述19

2.1.1 运动控制系统数学模型的表达形式19

2.1.2 运动系统系统数学模型建立的方法19

2.2 实验法辨识系统的数学模型20

2.2.1 阶跃响应的获取20

2.2.2 系统参数的计算21

2.2.3 脉冲响应的获取25

第3章 运动控制系统控制算法26

3.1 PID控制算法26

3.1.1 模拟PID控制规律26

3.1.2 数字PID控制规律27

3.1.3 PID控制器参数的选择28

3.2 最少拍控制算法29

3.2.1 数字控制器的脉冲传递函数29

3.2.2 最少拍控制器设计30

3.3 线性二次型最优控制（LQR）33

3.3.1 有限时间状态调节器33

3.3.2 无限时间状态调节器35

实验篇37

第4章 位置随动系统37

4.1 基于PC机的数字随动系统37

4.1.1 系统组成及工作原理37

4.1.2 系统各个环节的电路构成38

4.1.3 实验箱面板说明40

4.1.4 系统的初始设置41

实验一 数字随动系统数学模型的建立42

实验二 数字随动系统PID综合校正与调试44

实验三 数字随动系统的参数整定46

实验四 数字随动系统Matlab仿真研究47

4.2 自整角机随动系统48

4.2.1 系统组成及工作原理48

4.2.2 系统各个环节的电路构成49

4.2.3 实验箱面板说明53

实验五 自整角机随动系统数学模型的建立55

实验六 自整角机随动系统综合校正与调试56

4.3 基于DSP的随动系统59

4.3.1 系统组成及工作原理59

4.3.2 系统各个环节的电路构成59

4.3.3 系统操作方法与注意事项60

实验七 基于DSP的随动系统的数字PID综合校正与调试61

实验八 基于DSP的随动系统最少拍算法设计61

第5章 球杆系统63

5.1 球杆系统组成63

5.1.1 机械部分63

5.1.2 智能伺服驱动64

5.1.3 基于PC的控制软件64

5.2 球杆系统数学模型的建立与分析64

5.2.1 球杆系统的动力学模型64

5.2.2 动力学模型仿真与分析65

5.2.3 球杆系统的电气模型69

5.2.4 球杆系统的控制结构70

实验十 球杆系统的PID控制仿真与综合调试71

实验十一 球杆系统的根轨迹控制仿真与综合调试79

实验十二 球杆系统的频率响应法校正仿真与综合调试84

第6章 倒立摆系统89

6.1 一级直线式倒立摆数学模型的建立与分析89

6.1.1 牛顿力学方法89

6.1.2 拉格朗日方法92

6.1.3 实际系统模型94

6.1.4 系统可控性分析95

6.1.5 系统阶跃响应分析95

实验十三 一级直线式倒立摆根轨迹控制95

实验十四 一级直线式倒立摆频率响应控制98

实验十五 一级直线式倒立摆PID控制100

实验十六 一级直线式倒立摆状态空间极点配制控制102

实验十七 一级直线式倒立摆LQR控制105

6.2 二级直线式倒立摆数学模型建立与分析107

6.2.1 拉格朗日法107

6.2.2 系统可控制分析110

6.2.3 系统稳定性分析111

实验十八 二级直线式倒立摆LQR控制仿真与实现111

6.3 一级旋转式倒立罢的系统组成与工作原理113

6.3.1 系统组成113

6.3.2 系统工作原理114

6.3.3 软件使用说明114

实验十九 一级旋转式倒立摆数学模型的建立与仿真116

实验二十 一级旋转式倒立摆状态反馈的控制算法设计与实现119

第7章 综合运动控制系统121

7.1 综合运动控制系统组成及工作原理121

7.1.1 系统组成121

7.1.2 系统各个组成部分的技术参数121

实验二十一 步进伺服122

实验二十二 交流伺服124

实验二十三 变频调速126

实验二十四 综合运动控制128

第8章 其他运动控制系统131

8.1 基于变频调速的电梯模型系统131

实验二十五 基于变频调速的电梯模型实验134

8.2 二维转台系统135

实验二十六 二给转台演示实验135