內容介紹
本書從工程實踐角度出發，較全面、系統地介紹了現代直流伺服控制技術、原理、系統設計及其套用。內容包括：高性能脈寬調製（PWM）直流伺服
系統的特性分析和電路設計，計算機控制的現代直流伺服系統控制元件和
線路，微處理機（特別是DSP）專用積體電路的數字控制技術及其系統設計，
工程典型套用伺服系統（多環路系統、複合控制系統）的設計與實踐，PWM
伺服系統的電磁兼容性設計和伺服系統的可靠性設計。書中列舉了大量典
型套用電路和工程設計實例，附錄中還給出了可供現代伺服系統工程設計
查閱的有關資料。書中所介紹的大部分內容也適用於交流伺服控制技術及
其系統設計。
本書可供從事電力電子技術、電氣自動化、自動控制、計算機套用的科
技人員閱讀，亦可作為大專院校的師生參考書。
作品目錄
目 錄代序言
前 言
第1章 緒論
1直流伺服控制技術的發展
2現代直流PWM伺服驅動技術的發展
2.1國內外發展概況
2.2直流PWM伺服驅動裝置的工作
原理和特點
2.3功率控制元件的套用及控制
電路集成化
2.4PWM系統發展中待研究的
問題
3現代伺服控制技術展望
第2章 不可逆直流PWM系統
1無制動狀態的不可逆PWM系統
1.1電流連續時PWM系統控制特性
分析
1.2電流斷續時PWM系統控制特性
分析
2帶制動迴路的不可逆PWM
系統
第3章 可逆直流PWM系統
1雙極模式可逆PWM系統
1.1T型雙極模式PWM控制
原理
1.2H型雙極模式PWM控制
原理
1.3雙極模式PWM控制特性
分析
2單極模式可逆PWM系統
2.1H型單極模式同頻可逆PWM
控制
2.2H型單極模式倍頻可逆PWM
控制
3受限單極模式可逆PWM
系統
3.1受限單極模式同頻可逆PWM
控制系統
3.2工作特性的定量分析
3.3計算機輔助分析
3.4受限單極模式倍頻可逆PWM
控制
4控制方案的對比
第4章 PWM功率轉換電路設計
1PWM功率轉換用GTR
1.1開關特性
1.2GTR的功率損耗及PWM功率
轉換電路對其特性的要求
1.3GTR存儲時間對PWM系統的
影響
2GTR的損壞和保護
2.1GTR的耐壓與損壞
2.2GTR的二次擊穿和安全
工作區
2.3GTR暫態保護
3達林頓複合型功率模組的
套用
3.1複合型達林頓模組的電路
結構
3.2達林頓模組作為開關使用
3.3達林頓模組並行驅動
3.4達林頓模組的套用
4緩衝器設計和負載線整形
4.1緩衝器的必要性
4.2負載線分析
4.3在PWM系統中的緩衝器設計
舉例
第5章 PWM系統控制電路
1脈寬調製器的一般特性及電路
1.1脈寬調製器的一般特性
1.2恆頻波形發生器
1.3脈寬調製器
2保護型脈寬調製及脈衝分配電路
2.1雙門限延遲比較的V/W電路
2.2二極體電橋反饋式視窗V/W
電路
2.3具有阻容延遲的PWM變換電路
2.4脈衝分配邏輯延時電路
3保護電路
3.1電流保護型式與特點
3.2保護電流的實時取樣和霍爾效應電流
檢測裝置設計
3.3欠電壓、過電壓保護
3.4瞬時停電保護
3.5保護電路舉例
4基極驅動電路
4.1基極恆流驅動
4.2基極電流自適應驅動電路
4.3自保護型基極驅動電路
4.4典型基極驅動電路
5控制電路集成化、模組化
5.1一種新型SG1731型PWM集成
電路
5.2電晶體驅動模組簡介
5.3套用舉例
第6章 PWM系統工程設計中的有關
問題
1功率轉換電路供電電源的設計
問題
1.1泵升電壓對功率轉換電路及供電電源
的影響
1.2PWM系統中的反饋能量
1.3反饋能量的存儲及其耗散
2PWM系統電流波形係數與電動機的有效出
力
3PWM開關頻率的選擇
4電樞迴路附加電感的設計原則
5浪涌電流和電壓抑制
5.1合閘浪涌電流的抑制
5.2浪涌電壓吸收
第7章 PWM系統電磁兼容性設計
1電磁干擾模型分析和干擾傳遞
1.1干擾源
1.2敏感單元
1.3干擾傳遞方式
2抑制或消除干擾的方法
2.1PWM功率轉換電路中GTR開關乾
擾源抑制
2.2元器件的合理布局與布線
2.3接地設計
2.4禁止與隔離
2.5濾波
3PWM系統電磁兼容性設計導則
3.1電源
3.2電動機
3.3GTR固態開關
3.4開關控制器件
3.5模擬電路
3.6數字電路
3.7微型計算機
第8章 現代直流伺服控制元件與
線路
1直流伺服電動機
1.1對直流伺服電動機的要求
1.2直流伺服電動機的分類
1.3直流伺服電動機的數學模型
1.4直流伺服電動機開環驅動的穩態和
動態特性
1.5直流伺服電動機具有速度反饋驅動的
動態特性
2測速元件與電路
2.1模擬測速元件――直流測速
發電機
2.2數字測速元件――光電脈衝
測速機
2.3光電脈衝測速機在模擬速度閉環中
的套用
3位置測量元件與其軸角編碼
3.1正餘弦旋轉變壓器及其軸角編碼
3.2同步機及其軸角編碼
3.3感應同步器及其軸角編碼
3.4數字/分解器（D/R）轉換
3.5用單片微處理機實現軸角/數字
轉換
4模組化軸角/數字轉換器及轉換器
系統的設計與套用
4.1模組化自整角機/旋轉變壓器－數字
轉換器的工作原理
4.2模組化軸角/數字轉換器的選用和
系統設計中的有關問題
4.3模組化轉換器的典型套用舉例
5無慣性快速相敏解調器
6直流伺服系統中的運算放大器
第9章 PWM直流伺服電動機控制
系統設計
1PWM系統設計概述
1.1系統設計步驟
1.2對伺服系統的主要技術要求
1.3選擇方案的基本考慮
2執行電動機的選擇和傳動裝置的
確定
2.1典型負載的分析與計算
2.2伺服電動機的選擇
2.3傳動比的選擇和分配原則
2.4驅動裝置選擇方法歸納
3伺服檢測裝置的確定
3.1速度控制系統測量裝置的選擇
3.2位置控制系統測量裝置的選擇
4校正網路和調節器補償形式的
選取
4.1串聯校正
4.2並聯校正
4.3反饋校正
4.4複合控制
4.5校正方式對比
5PWM驅動裝置的設計
5.1伺服系統對PWM驅動裝置
的要求
5.2功率轉換電路型式的選擇
5.3功率轉換電路主要器件的選取
原則
5.4PWM控制電路的選取原則
5.5PWM開關頻率的選取原則
5.6輔助裝置的選擇
6直流伺服系統工程設計（頻域法）
6.1對數幅頻特性的繪製及約束條件
6.2校正裝置的計算
6.3多環路（從屬控制）系統的設計
6.4複合控制系統的設計
7一個現代PWM直流伺服電動機控制
系統的分析與設計實例
7.1系統設計概述
7.2主要元器件和部件的選擇與設計
7.3系統靜、動態設計計算
第10章 PWM系統的微處理機
控制
1微處理機控制伺服系統的設計
和綜合
1.1連續校正網路的等效數字濾波器
設計法
1.2ω平面上的頻域設計法
1.3控制算法及流程的實現
1.4小結
2微處理機數字伺服控制系統的
工程實現
2.1微處理機控制PWM伺服系統的方案
確定
2.2A/D轉換器、CPU和D/A轉換器的主要性
能參數選擇
2.3數字伺服系統的數據預處理
2.4比例因子的配置和溢出保護
2.5採樣頻率的選擇
3微處理機與伺服元件、執行機構的
界面接口
3.1模擬量輸入通道的設計
3.2直接數字測速的接口與實現
3.3微處理機與PWM功率轉換裝置的
匹配
第11章 單片數位訊號處理器及其在現代
伺服控制系統中的套用
1單片數位訊號處理器簡介
1.1概述
1.2TMS32010的結構
1.3TMS32010指令集
1.4TMS32020簡介
2用TMS320實現伺服系統補償控制
2.1DSP的選擇與系統開發周期以及開發
支援工具
2.2數字補償器實現中的幾個問題
2.3用TMS32010來實現補償器和
濾波器
2.4TMS320系列DSP外圍接口考慮
3TMS32010DSP在速率積分陀螺伺服穩
定系統中的套用
3.1系統描述
3.2系統模型與控制補償
3.3數字控制器的硬體和軟體結構
3.4程式編制舉例
3.5DSP數字控制系統性能評價
第12章 專用積體電路構成的直流
PWM伺服系統設計
1L290、L291和L292功能簡介
1.1L290轉速/電壓變換器
1.2L291數/模轉換器及放大器
1.3L292PWM直流電機驅動器
2L292PWM直流電機驅動器對直流伺服
電機的速度控制
2.1模擬直流電壓速度控制系統
2.2數字控制速度系統
2.3L292驅動功率擴展
3L290～L292直流伺服控制系統設計
指南
3.1電流調節迴路的設計
3.2L290/L291外部參數選擇和速度調節
迴路設計
3.3位置環的設計
3.4誤差分析
第13章 伺服系統的可靠性設計
1伺服系統可靠性的基本概念
1.1伺服系統的可靠性定義
1.2度量可靠性的指標
2伺服系統可靠性計算
2.1可靠性結構圖的構成
2.2串、並聯結構的可靠性特徵量
計算
2.3伺服系統可靠性評價
3伺服系統可靠性工程設計導則和
方法
3.1元器件的選擇和控制
3.2降額設計
3.3可靠的電路設計
3.4冗餘設計
3.5電氣互連技術
3.6自動故障檢測設計
3.7小結
4伺服系統可靠性試驗及其評定
方法
4.1伺服系統可靠性試驗計畫
4.2伺服系統可靠性試驗方法簡介
附錄
附錄A BESK－FANUC永磁直流伺服
電動機組技術性能參數
附錄B 光電編碼器技術性能參數
附錄C 國產軸角/數字、數字/軸角轉換
模組的技術性能參數及國外互換
型號對照。
附錄D PWM系統常用大功率電晶體、模組
及驅動電路技術性能參數
附錄E LEM電流電壓感測器模組的
技術性能參數及套用
參考文獻
