自动控制元件

绪论

0.1 控制元件在自动控制系统中的作用

0.1.1 自动控制的应用及定义

0.1.2 自动控制元件在控制系统中的作用

0.1.3 自动控制元件的定义及分类

0.2 本书的主要内容及编排

0.3 自动控制元件的理论基础

0.3.1 基本物理量

0.3.2 铁磁性材料的主要特性

0.3.3 磁路及其基本定律

思考题

参考文献

第一篇 基于稳恒磁场的元件

第1章 直流伺服电动机

1.1 概述

1.1.1 直流伺服电动机的发展历程

1.1.2 直流伺服电动机的概念

1.1.3 直流伺服电动机的作用

1.1.4 直流伺服电动机的分类及特点

1.2 直流电动机基本原理和结构

1.2.1 直流电动机基本原理

1.2.2 直流电机的结构

1.2.3 直流电机的励磁方式

1.2.4 直流电机的电枢绕组

1.2.5 直流电机的磁场

1.2.6 换向过程

1.2.7 直流电机的电磁转矩和感应电动势

1.2.8 静态四大关系式

1.2.9 动态四大关系式

1.3 直流伺服电动机的静态特性

1.3.1 直流伺服电动机的能量关系

1.3.2 直流伺服电动机的静态关系式

1.3.3 电枢控制时的机械特性

1.3.4 直流伺服电动机的控制特性

1.3.5 机械特性曲线上的工作点和负载线

1.3.6 直流伺服电动机的工作状态

1.4 直流伺服电动机的动态特性

1.4.1 阶跃控制电压作用下直流伺服电动机的过渡过程

1.4.2 过渡过程的讨论

1.5 直流伺服电动机的选择

1.5.1 直流伺服电动机的额定值

1.5.2 直流伺服电动机型号

1.5.3 直流伺服电动机的选择

1.6 直流力矩电动机

1.6.1 概述

1.6.2 直流力矩电动机的结构特点和运行性能

1.6.3 直流力矩电动机的额定指标及其选择

1.7 直流伺服电动机的应用实例——运动目标检测与跟踪系统

1.7.1 利用自动控制元件构建控制系统的基本思想

1.7.2 系统的组成及工作原理

1.7.3 各元件的工作原理

1.7.4 系统中各元件的控制数学模型

思考题

习题

参考文献

第2章 直流测速发电机

2.1 概述

2.1.1 直流测速发电机的发展历程

2.1.2 直流测速发电机的分类及特点

2.2 直流测速发电机的特性

2.2.1 静态特性

2.2.2 动态特性

2.2.3 能量关系

2.3 输出特性的误差分析

2.3.1 电枢反应

2.3.2 温度

2.3.3 电刷与换向器的接触电阻

2.3.4 延迟换向

2.3.5 纹波

2.3.6 火花和电磁干扰

2.4 直流测速发电机的选择

2.4.1 技术性能指标

2.4.2 技术数据

2.4.3 直流测速发电机的选择

2.5 直流测速发电机的应用

2.5.1 恒速控制中的应用

2.5.2 作为系统的校正元件

2.5.3 作为微分或积分解算元件

2.6 直流测速发电机的应用实例——冷轧机控制系统

2.6.1 系统组成、工作原理、技术指标

2.6.2 主轧机调速控制系统

2.6.3 主轧机调速系统各元件工作原理

2.6.4 主轧机调速系统的数学模型

思考题和习题

参考文献

第二篇 基于脉振磁场的元件

第3章 旋转变压器

第4章 自整角机

第三篇 基于旋转磁场的元件

第5章 步进电动机

第6章 交流伺服电动机

第7章 无刷直流电动机

第四篇 新型元件

第8章 直线电动机

第9章 超声波电动机

本书主要介绍自动控制系统中常用电磁元件的结构、工作原理、工作特性、元件的数学建模以及国内外相关的技术应用。本书主要内容分为四篇。第一篇(包含第1、第2章)为基于稳恒磁场的元件，主要介绍直流伺服电动机、直流测速发电机；第二篇(包含第3、第4章)为基于脉振磁场的元件，主要介绍旋转变压器、自整角机；第三篇(包含第5~第7章)为基于旋转磁场的元件，主要介绍步进电动机、交流伺服电动机、无刷直流电动机。第四篇为新型元件(包含第8、第9章)，介绍直线电动机和超声波电动机。书中还提供了大量思考题及习题供课后复习。本书为配合教育部卓越工程师计划，可作为自动化、测控技术与仪器、探测制导与控制、生物医学与工程等专业的专业基础课； 也可作为电气工程、机器人自动化、计算机视觉、电子医疗设备等领域科技人员的参考书。