运动控制系统原理、结构与设计

前言

第一章绪论

1．1引言

1．2运动控制系统分类与特点

1．3运动控制系统功能设计

1．4运动控制系统设计关键技术

1．5最新进展

1．6本书章节安排

第二章ADSP-2181原理与系统设计

2．1ADSP-21xx系列定点DSP结构

2．1．1基本内核结构

2．1．221xx系列定点DSP结构与选型

2．1．321xx系列定点DSP特点

2．2ADSP-2181应用系统设计

2．2．12181资源

2．2．2218l应用系统设计

2．3ADSP-2181PM／DM／IO扩展

2．3．12181基本系统配置

2．3．2程序存储器(PM)扩展

2．3．3数据存储器(DM)扩展

2．3．4I／O扩展

2．3．5复合存储器扩展

2．4ADSP-218lDMA功能与扩展

2．4．1BDMA功能

2．4．2IDMA功能

2．4．3总线请求与确认

2．5ADSP-2181串口扩展

2．6本章小结

第三章传感与反馈系统

3．1转换原理与结构

3．1．1A／D转换原理与结构

3．1．2V／F原理与结构

3．2常用转换器选型

3．2．1A／D转换器选型

3．2．2V／F转换器选型

3．3电学量检测原理与系统设计

3．4机械量检测原理与系统设计

3．4．1位移／位置量检测方法

3．4．2速度量检测方法

3．4．3加速度量检测方法

3．5力学量检测原理与系统设计

3．6传感与反馈系统设计注意事项

3．7本章小结

第四章伺服电机与运动控制系统

4．1驱动电机分类与选择

4．2直流电机与伺服驱动

4．2．1直流电机控制原理

4．2．2直流电机PWM控制

4．2．3直流电机D／A控制

4．2．4直流电机混合控制

4．3交流电机与伺服驱动

4．3．1交流异步电机控制原理

4．3．2恒U／f比变频调速与SPWM调速

4．3．3磁链跟踪控制

4．3．4磁束矢量控制原理与系统实现

4．3．5直接转矩控制原理与系统实现

4．4本章小结

第五章数据通讯系统设计(一)

5．1数据通讯系统结构

5．2RS-232通讯网络

5．2．1RS-232硬件电路设计

5．2．2RS-232数据通讯程序设计

5．2．3RS-232数据通讯网络实现注意事项

5．3RS-485通讯网络

5．3．1RS-485硬件电路设计

5．3．2RS-485数据通讯程序设计

5．3．3RS-485数据通讯网络实现注意事项

5．4本章小结

第六章数据通讯系统(二)

6．1CAN总线通讯网络

6．1．1CAN硬件电路设计

6．1．2CAN数据通讯程序设计

6．1．3CAN数据通讯网络实现注意事项

6．2USB总线通讯网络

6．2．1USB硬件电路设计

6．2．2USB数据通讯程序设计

6．2．3混合式串行数据通讯系统设计

6．2．4USB数据通讯网络实现注意事项

6．3并行数据通讯系统

6．4本章小结

第七章可编程芯片与嵌入式系统(一)

7．1可编程芯片简介

7．2GALl6V8芯片系统设计

7．2．1工作模式和组态

7．2．2常用开发工具

7．2．3GAU6V8开发实例

7．2．4GAL器件开发注意事项

7．3PSD芯片系统设计

7．3．1PSD系列芯片基本特征

7．3．2PSD813Fx芯片功能

7．3．3PSD813Fx芯片开发过程

7．3．4PSD芯片开发注意事项

7．4本章小结

第八章可编程芯片与嵌入式系统(二)

8．1CPLD／FPGA芯片特点

8．2CPLD芯片系统设计

8．2．1EPM7128芯片基本特征

8．2．2EPM7128芯片功能

8．2．3EPM7128S芯片开发过程

8．2．4EPM7128S芯片开发注意事项

8．3FPGA芯片系统设计

8．3．1FLEX6000芯片基本特征

8．3．2EPF6016芯片功能

8．3．3EPF6016芯片开发过程

8．3．4EPF6016芯片开发注意事项

8．4本章小结

第九章PC-based运动控制系统设计

9．1微机原理简介

9．1．1PC主板结构

9．1．2常用芯片组

9．1．3芯片组架构

9．1．4微机总线

9．2ISA总线及板卡设计原理

9．2．1ISA总线特点

9．2．2ISA总线板卡设计原理

9．2．3ISA总线板卡常用结构

9．2．4其他ISA总线

9．3PCI总线及板卡设计原理

9．3．1PCI总线特点

9．3．2PCI总线板卡设计原理

9．3．3PCI板卡常用结构

9．3．4其他PCI总线

9．4板卡驱动程序设计

9．4．1驱动程序类型

9．4．2WDM模型结构

9．4．3常用开发工具

9．4．4WinDriver板卡驱动程序开发

9．5PC-based运动控制程序设计

9．6本章小结

第十章PID控制与实现

10．1PID控制概述

10．1．1PID控制原理

10．1．2PID控制特点

10．1．3PID控制的应用

10．1．4PID控制器的参数整定

10．2比例(P)控制环节

10．3积分(I)控制环节

10．4比例积分(PI)控制

10．5微分(D)及比例微分(PD)控制环节

10．6比例积分微分(PID)控制

10．7控制方式的选择

10．8PID控制器的参数整定

10．8．1参数整定的说明

10．8．2临界比例度法

10．8．3衰减曲线法

10．8．4经验法

10．9PID控制实例

10．9．1系统硬件组成

10．9．2建模与仿真

10．9．3上位机控制的实现

10．10本章小结

第十一章模糊控制技术与实现

11．1概述

11．1．1模糊控制的背景起源及特点

11．1．2模糊控制的发展阶段与应用概况

11．2模糊理论的数学基础

11．2．1经典集合及其运算

11．2．2模糊集合及其运算

11．2．3模糊集合与经典集合的联系

11．2．4关于隶属函数

11．3模糊逻辑与模糊推理

11．3．1模糊逻辑

11．3．2模糊推理

11．4模糊控制技术基础

11．4．1模糊控制基本原理

11．4．2模糊化方法

11．4．3解模糊方法

11．4．4模糊控制规则及控制算法

11．5模糊控制器的设计

11．5．1模糊控制器的基本结构

11．5．2模糊控制器的结构设计

11．6模糊控制应用实例

11．7本章小结

第十二章运动控制系统实例(一)

12．1溜冰机器人运动控制系统实例

12．1．1溜冰机器人原理与结构

12．1．2溜冰机器人非完整运动学状态空间方程

12．1．3溜冰机器人控制系统设计

12．2自动导引车运动控制系统实例

12．2．1AGV结构与原理

12．2．2运动学假设与分析

12．2．3非完整运动学状态空间的建立

12．2．4AGV控制器设计

12．2．5运动控制程序设计

第十三章DAS运动控制系统实例(二)

13．1多机器人协调吊装实验平台实例

13．1．1系统功能与结构

13．1．2硬件电路设计

13．1．3软件设计

13．1．4控制算法

13．2倒立摆运动控制实例

13．2．1单级倒立摆机械系统结构

13．2．2倒立摆运动控制系统

13．2．3运动控制算法

13．3旋翼直升机运动控制系统实例

13．3．1刚体与非完整系统假定

13．3．2非完整运动学状态空间方程的建立

13．3．3基于极点配置法的全状态反馈控制器设计

13．3．4嵌入式运动控制器硬件设计

13．3．5PWM信号占空比的确定

参考文献

附录

　　为提高国内学者对硬件电路设计的重视程度，并进一步领会软硬件协同设计的思路与方法，著者在总结自己学习心得体会与工程项目设计经验基础上编写了本书。本书介绍了运动控制系统核心控制芯片、传感与反馈系统、执行与驱动系统、通讯系统、嵌入式与PC应用、控制理论与方法及工程实际等内容，既是著者从事教学、科研和工程设计的经验总结，也希望能够为国内相关领域和方向的本科生、硕士研究生、博士研究生和工程设计人员从事工程设计时提供较新的设计资料、思路以供参考。