伺服系统与机床电气控制

出版者:机械工业

作者:李清新 编

页数:296

出版时间:1999-11-20

价格:24.50元

isbn号码:9787111042518

具体描述

本书分伺服系统和机床电气控制两篇，共十二章。第一篇为伺服系统，以数控机床伺服系统为对象，主要讲述半导体变流技术，自动控制理论基础，步进式伺服系统，直流、交流伺服系统，位置随动系统以及伺服系统的性能分析。第二篇为机床电气控制，主要讲述常用低压电器、电气控制的基本环节，典型机床电气控制线路分析；可编程序控制器等。本书在着重基本要领与原理阐述的同时，注意实际应用。

本书可作为职工高等工业专科学校、高等职业技术学院、业余大学机电类专业的教材，也可供普通高等专科学校师生和有关工程技术人员参考使用。

目录信息

序
编者的话
第二版前言
绪论
第一篇伺服系统
第一章半导体变流技术
第一节晶闸管
一、晶闸管的结构和工作原理
二、晶闸管的特性
三、晶闸管的主要参数
第二节单相可控整流电路
一、单相半波可控整流电路
二、单相桥式半控整流电路
第三节三相可控整流电路
一、三相半波可控整流电路
二、三相桥式全控整流电路
第四节晶闸管的触发电路
一、单结晶体管触发电路
二、锯齿波同步触发电路
三、集成触发电路
第五节有源逆变电路
一、逆变的概念及产生逆变的条件
二、三相半波逆变电路
第六节晶闸管的保护及特殊晶闸管
一、过电压保护
二、过电流保护
三、特殊晶闸管
思考题与习题一
第二章自动控制理论基础
第一节引言
第二节开环控制和闭环控制
一、自动控制系统
二、开环控制
三、闭环控制
第三节控制系统的数学模型
一、数学模型
二、传递函数
三、典型环节的传递函数
四、结构图
五、结构图的等效变换
六、反馈控制系统的传递函数
第四节控制系统时域分析
一、控制系统典型的外作用
二、一阶系统的单位阶跃响应
三、二阶系统的单位阶跃响应
四、稳定性及稳定判据
五、系统的稳态误差
第五节系统的频率特性
一、频率特性的基本概念
二、典型环节对数幅相特性曲线
三、系统开环频率特性（波特图）
四、稳定判据
五、系统闭环频率特性
第六节控制系统的校正
一、串联校正
二、反馈校正
思考题与习题二
第三章常用驱动元件
第一节步进电机
一、步进电机的种类和结构
二、步进电机的工作原理
三、步进电机的主要特性
四、步进电机的选用
五、电液脉冲马达
第二节直流伺服电机
一、小惯量直流伺服电机
二、宽调速直流伺服电机
第三节交流伺服电机
一、交流伺服电机的基本结构与工作原理
二、交流伺服电机的控制方式
三、交流伺服电机的运行特性
第四节直线电动机
一、直线电动机的结构和工作原理
二、直线电动机的特点及应用
思考题与习题三
第四章检测装置
第一节旋转变压器
一、旋转变压器的结构
二、旋转变压器的工作原理
第二节感应同步器
一、感应同步器的结构
二、感应同步器的工作原理
三、感应同步器的工作方式
第三节光栅
一、光栅的种类及结构
二、光栅的工作原理
第四节磁栅
一、磁性标尺
二、磁头
三、检测方法
第五节编码盘
一、工作原理
二、码盘的种类
思考题与习题四
第五章步进式伺服系统
第一节环形分配器
一、普通环形分配器
二、专用集成电路
三、软件脉冲分配法
第二节步进电机的驱动功率放大器
一、对功率放大器的要求和分类
二、提高驱动电源性能的措施
三、常见功率放大器
思考题与习题五
第六章直流伺服系统
第一节单闭环直流调速系统
一、直流电动机调速的方法与稳态调速指标
二、转速负反馈有静差调速系统
三、单闭环调速系统的限位保护——电流截止负反馈
四、转速负反馈无静差调速系统
五、单闭环调速系统实例
第二节转速、电流双闭环调速系统
一、双环系统的组成和静特性
二、转速、电流双闭环系统的动态性能
三、双闭环系统的抗扰性
第三节可逆调速系统
一、晶闸管—电动机系统的可逆线路和回馈制动
二、两组晶闸管装置可逆系统中的环流
三、可控环流的可逆调速系统
四、逻辑无环流可逆系统
第四节大功率晶体管脉宽调制（PWM）调速系统
一、脉宽调制系统主回路的工作原理
二、脉宽调速系统的控制电路
思考题与习题六
第七章交流伺服系统
第一节变频调速基础
一、晶闸管变频器工作原理
二、异步电动机在调频时的机械特性
三、变频调速时的传递函数
第二节交—直—交变频器
一、电压型变频器
二、电流型变频器
三、PWM变频器
第三节异步电动机变频调速控制系统
一、异步电动机变频调速控制系统的主要控制环节
二、转速开环系统
三、U／f的PWM控制系统
四、转差频率控制系统
思考题与习题七
第八章位置随动系统
第一节概述
一、伺服系统常用的控制方式
二、检测信号反馈比较方式
第二节脉冲比较伺服系统
一、脉冲比较伺服系统组成原理
二、脉冲比较电路
第三节相位比较伺服系统
一、相位比较伺服系统组成原理
二、脉冲调相器
三、鉴相器
第四节幅值比较伺服系统
一、幅值比较伺服系统的组成原理
二、鉴幅器
三、极性处理电路和电压／频率变换器
思考题与习题八
第九章闭环伺服系统性能分析
第一节闭环伺服系统的数学描述
一、控制系统的一般结构与传递函数
二、典型伺服进给系统的组成环节及其数学模型
三、典型伺服进给系统的传递函数
第二节闭环伺服系统的分析
一、系统的稳定性
二、稳态性能分析
三、动态过程分析
第三节对位置伺服系统的要求
一、开环增益
二、位置精度
三、调速范围
四、速度误差系数
五、伺服系统的可靠性
思考题与习题九
第二篇机床电气控制
第十章常用低压电器
第一节电器的基本知识
一、电磁机构
二、电器的触头和电弧
第二节常用低压电器及其选择
一、开关电器
二、熔断器
三、主令电器
四、接触器
五、继电器
思考题与习题十
第十一章机床电气控制的基本环节
第一节电气控制系统图
一、电气控制系统图中的图形符号、文字符号和回路标号
二、电气原理图
第二节三相笼型异步电动机全压启动控制电路
一、正反转控制环节
二、多处启停控制环节
三、顺序启停控制环节
第三节三相笼型异步电动机降压启动控制线路
一、定子电路串电阻减压启动
二、Y—△减压启动
三、自耦变压器减压启动
第四节三相绕线转子电动机（绕线型异步电动机）转子串电阻启动
第五节三相笼型异步电动机变极调速控制
一、变极调速原理
二、变极调速的主、控电路
第六节三相笼型异步电动机的制动控制
一、反接制动
二、能耗制动
思考题与习题十一
第十二章典型机床的电气控制线路分析
第一节C650卧式车床的电气控制
一、主要结构及运动形式
二、电力拖动的控制要求
三、电气控制线路分析
第二节M7130平面磨床的电气控制
一、主要结构及运动形式
二、电力拖动形式和控制要求
三、电气控制电路分析
第三节Z3040摇臂钻床的电气控制
一、主要结构及运动形式
二、电力拖动形式及控制要求
三、电气控制线路分析
第四节X62W卧式万能铣床的电气控制
一、主要结构和运动形式
二、电力拖动形式及控制要求
三、电气控制线路分析
第五节T68型卧式镗床的电气控制
一、主要结构和运动形式
二、电力拖动形式及控制要求
三、电气控制线路分析
思考题与习题十二
第十三章可编程序控制器（PC）
第一节概述
一、PC的应用和发展概况
二、PC的特点及分类
第二节PC系统的组成及工作原理
一、PC系统的组成
二、PC的工作原理
第三节PC的软件
一、PC的编程语言
二、基本编程指令
三、常用控制线路的PC程序举例
思考题与习题十三
参考文献
· · · · · · (收起)

用户评价

这本书的封面设计得非常有现代感，色彩搭配沉稳而专业，让人一看就知道是偏向工程技术领域的著作。初次翻开，我被它清晰的章节划分和详尽的目录结构所吸引。内容组织得很有逻辑性，从基础的电气原理讲起，逐步深入到复杂的伺服驱动和控制算法，这种层层递进的编排方式，对于初学者来说非常友好，能帮助我们建立起坚实的理论基础。作者显然在这方面下了不少功夫，对每一个概念的解释都力求深入浅出，并且穿插了一些行业内的实际案例，这使得原本枯燥的理论知识变得生动起来。特别是关于步进电机与伺服电机的性能对比分析，写得尤为透彻，让我对两者在不同应用场景下的适用性有了更清晰的认识。阅读过程中，我能感受到作者希望读者不仅仅是“知道”这些知识，更是能“理解”其背后的物理意义和工程实现，这种教学态度在技术书籍中实属难得。这本书无疑为想要系统学习机电一体化控制的工程师提供了一张详尽的路线图，每一个技术细节都处理得非常到位。

这本书的语言风格极其典雅且富有节奏感，完全不像某些技术手册那样干瘪、刻板。作者似乎有着深厚的文字功底，即便是描述最抽象的控制闭环原理，也能用一种富有感染力的方式娓娓道来，使人感到阅读过程本身就是一种享受。例如，在介绍如何处理机械共振问题时，作者使用了“驯服野性的惯量”这样的比喻，一下子就抓住了问题的核心，让人印象深刻。这本书的整体脉络清晰，逻辑链条紧密，每一章的结尾都像是为下一章做了完美的铺垫，使得阅读体验非常流畅，几乎没有跳跃感。它成功地架起了一座桥梁，连接了电机本身的物理特性和运行软件的逻辑控制，让读者能够从“黑盒子”的操作层面，真正迈入到“白箱子”的设计层面。对于希望从操作员晋升为系统设计师的人来说，这本书无疑是开启新视野的金钥匙。

作为一名在生产一线工作多年的技术人员，我对书籍的实用性和前瞻性有着近乎苛刻的要求。这本书在处理高精度运动控制的章节时，展现出了极高的专业水准。它不仅仅停留在基础的PID控制层面，而是深入探讨了更先进的如自适应控制和模型参考控制在实际机床上的应用效果和调试技巧。我特别欣赏作者在描述复杂系统集成时的那种细致入微，比如在探讨总线通信协议（如EtherCAT）在实时性保证方面的挑战与优化策略时，给出的解决方案都是基于实际工业环境验证过的，而非纸上谈兵。书中对故障诊断和排除的章节安排得非常巧妙，它并没有简单罗列错误代码，而是从电气信号的异常波形入手，教读者如何像“老电工”一样去“听”和“看”设备发出的“声音”。这种从现象到本质的分析方法，对于我们日常维护工作效率的提升，简直是立竿见影。这绝对不是一本可以束之高阁的参考书，而是应该常备在工作台旁的“实战手册”。

这本书的排版和插图质量给我留下了极其深刻的印象。在阅读技术教材时，图文并茂是保证理解效率的关键。这本书的示意图和电路原理图绘制得极其规范、清晰，线条干净利落，没有丝毫含糊不清的地方。更值得称道的是，许多复杂的运动轨迹和坐标系转换的图示，都采用了三维视角，极大地帮助我这种偏向空间想象力的读者快速捕捉到数学模型的几何意义。此外，书中对关键公式的推导过程也保持了极高的严谨性，每一步的逻辑衔接都非常顺畅，作者似乎深知读者在学习过程中的每一个“卡点”在哪里，并提前铺设好了清晰的“桥梁”。虽然涉及到大量的数学运算，但作者巧妙地将理论推导与实际的参数设置联系起来，避免了公式的“孤立化”。读起来，你会发现自己是在和一位经验丰富的导师进行一对一的深入探讨，而不是在被动地接收信息。

我发觉这本书的侧重点非常清晰，它聚焦于如何将理论控制模型高效、稳定地落地到具体的机床设备上去，这在我接触过的许多同类书籍中是比较少见的。它并未过多地纠缠于过于底层的半导体物理或宏观的电磁理论，而是将重点放在了“接口”和“匹配”上——即如何让高性能的驱动器与特定负载（如高精度丝杠、主轴电机）完美协同工作。关于伺服系统的动态响应优化，书中详细对比了不同滤波器的作用和对系统稳定性的影响，这部分内容对于进行系统参数“微调”的用户来说，价值连城。我尤其欣赏作者对“裕度”概念的强调，提醒我们在追求极致性能的同时，绝不能牺牲系统的长期可靠性和抗干扰能力。整本书充满了对工程实践中常见“陷阱”的预警，读完之后，我感觉自己对系统鲁棒性的理解上升到了一个新的高度，不再盲目追求更高的速度和精度，而是学会了在约束条件下寻找最佳平衡点。