交流伺服系统设计指南

前言第1章 绪论1.1 交流伺服系统的国内外现状与发展趋势1.2 交流伺服系统的分类和特点1.3 交流伺服系统在国内相关行业中的应用及研发意义1.4 本书主要涉及的内容和安排第2章 三相交流永磁同步电动机2.1 永磁同步电动机转子的结构和特征2.2 永磁同步电动机的数学模型2.2.1 坐标变换的原则和基本思路2.2.2 坐标变换阵2.2.3 建立dq坐标系下的数学模型2.3 永磁同步电动机的特性常数2.3.1 转矩常数和反电动势常数2.3.2 机械时间常数、电气时间常数和机电时间常数2.4 永磁同步电动机转矩波动2.4.1 纹波转矩2.4.2 齿槽转矩2.5 永磁同步电动机控制系统2.5.1 基本电磁关系轨迹2.5.2 矢量控制策略2.5.3 基于id＝0控制策略的伺服系统基本结构第3章 电动机驱动电源和功率器件3.1 逆变电路3.1.1 基本工作原理3.1.2 三相桥式电压型逆变电路3.1.3 多电平逆变电路3.2 重要的辅助电路3.2.1 整流单元3.2.2 预充电电路3.2.3 泵升电压保护电路3.3 功率器件3.3.1 功率器件的种类和发展3.3.2 IGBT3.3.3 器件的驱动3.3.4 器件的保护3.4 智能功率模块（IPM）3.4.1 接口电路3.4.2 电压自举电路3.4.3 保护功能第4章 PWM控制技术4.1 PWM控制的基本原理4.2 三种典型的PWM控制技术4.2.1 正弦波PWM技术4.2.2 电流跟踪PWM技术4.2.3 电压空间矢量PWM技术4.3 逆变器品质评价4.3.1 谐波成分4.3.2 直流电压利用率与过调制4.3.3 三种PWM控制技术的小结4.4 数字化伺服系统中SVPWM的实现第5章 数字控制系统5.1 基础知识5.1.1 信号采样和香农采样定理5.1.2 信号复现和零阶保持器5.1.3 量化误差和极限环5.1.4 系统中的延迟5.1.5 z变换及离散化方法5.2 数字控制器研究方法5.2.1 模拟化研究方法概述5.2.2 数字化研究方法概述5.3 微处理器选择5.3.1 选择处理器的基本原则5.3.2 伺服控制系统要求的处理器性能5.3.3 数字信号处理器（DSP）5.4 系统中的混合地设计第6章 传感器技术和检测数据处理6.1 电流传感器6.1.1 利用霍尔元件检测6.1.2 利用分流电阻检测6.2 速度传感器6.3 位置传感器6.3.1 光电式增量型编码器6.3.2 光电式绝对型编码器6.3.3 旋转变压器与R-D变换器6.4 检测数据处理6.4.1 过采样和A-D分辨率6.4.2 转速估计和编码器分辨率6.4.3 数据标幺化和定标第7章 三闭环控制系统7.1 三闭环系统构成7.2 系统的基本研究内容7.2.1 系统的稳定性及稳态裕度7.2.2 典型系统7.2.3 指令响应和扰动响应7.2.4 误差与稳态误差7.3 电流/速度环控制策略7.3.1 反电动势补偿7.3.2 PI控制与IP控制7.3.3 扰动解耦7.4 位置环控制策略7.4.1 电子齿轮比设计7.4.2 前馈控制7.4.3 半闭环与全闭环7.5 抑振控制策略7.5.1 振动模型7.5.2 不稳定分析7.5.3 被动式抑振和主动式抑振第8章 控制器8.1 伺服控制系统中的控制器8.2 PID控制器实现8.2.1 数字积分和微分8.2.2 数字PID表达式8.2.3 积分饱和与抗饱和设计8.2.4 PI 控制8.3 PID控制器的人工调试8.3.1 Ziegler-Nichols法8.3.2 按“典型Ⅰ型和Ⅱ型系统的工程设计”法8.3.3 手动调整8.4 PID控制器的自动调试8.4.1 离线自整定8.4.2 在线自校正第9章 数字滤波器9.1 伺服系统中的滤波器9.2 低通和陷波滤波器9.2.1 滤波器特征9.2.2 基于模拟方式的实现9.2.3 基于IIR方式的实现9.3 抗混叠滤波器9.3.1 混叠9.3.2 开关电容滤波器的实现9.4 转速估计滤波器9.4.1 转速估计方法的介绍9.4.2 基于FIR方式的实现9.5 位置指令滤波器9.5.1 S形曲线加减速9.5.2 基于2次卷积法的实现第10章 观测器10.1 系统中的观测器10.2 Luenberger观测器10.2.1 观测器的模型构建10.2.2 观测器的运行分析10.2.3 观测器的应用设计10.3 观测器在加速度反馈中的应用参考文献

《交流伺服系统设计指南》可作为高等院校电气传动自动化、机电一体化、电机及其控制、电力电子技术等专业的研究生和高年级本科生的教材用书，特别适合工程技术人员从事相关设计和研发时用做指导性参考书。《交流伺服系统设计指南》共10章，第2、3、4、6章讲述了伺服系统的硬件结构；第5、7、8、9、10章讲述了伺服系统的控制结构、控制策略，以及实际伺服系统中不可缺少的控制器，滤波器和观测器的设计方法。书中对引用的相关理论、论文成果没有繁琐的推导和证明，而是提取了精髓，作了归纳总结，指出了运用这些成果的方法和条件。