目錄 第1章 機(jī)電伺服控制系統(tǒng)概述 1 1.1 電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展 2 1.1.1 交流電動(dòng)機(jī) 3 1.1.2 功率變換器 4 1.1.3 傳感器 5 1.1.4 嵌入式控制器 6 1.2 機(jī)電伺服控制系統(tǒng)組成 8 1.3 機(jī)電伺服控制系統(tǒng)中常見的問題 8 1.4 小結(jié) 10 復(fù)習(xí)思考題 10 第2章 交流永磁同步電機(jī)及基本控制方法 11 2.1 永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 11 2.1.1 永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 11 2.1.2 永磁同步電機(jī)的特點(diǎn) 12 2.2 永磁同步電機(jī)的基本控制方法 12 2.2.1 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型 12 2.2.2 磁場定向矢量控制原理 15 2.2.3 空間矢量脈寬調(diào)制方法 20 2.3 永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)仿真 25 2.3.1 永磁同步電機(jī)的Simulink仿真方法 25 2.3.2 永磁同步電機(jī)的仿真舉例 30 2.4 小結(jié) 35 復(fù)習(xí)思考題 35 第3章 永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制硬件設(shè)計(jì) 36 3.1 永磁同步電機(jī)硬件驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 36 3.2 永磁同步電機(jī)矢量控制電路設(shè)計(jì) 48 3.3 小結(jié) 53 復(fù)習(xí)思考題 53 第4章 機(jī)電伺服控制系統(tǒng)建模 54 4.1 機(jī)電伺服控制系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)仿真建模 54 4.1.1 機(jī)械諧振 54 4.1.2 彈簧質(zhì)量模型 55 4.1.3 機(jī)械諧振頻率的影響因素 58 4.1.4 機(jī)械諧振對伺服控制系統(tǒng)的影響及仿真分析 62 4.2 機(jī)電伺服控制系統(tǒng)模型辨識(shí) 65 4.2.1 機(jī)電伺服控制系統(tǒng)頻率特性測試 66 4.2.2 機(jī)電伺服控制系統(tǒng)模型辨識(shí)方法 68 4.2.3 機(jī)電伺服控制系統(tǒng)模型辨識(shí)舉例 71 4.3 小結(jié) 74 復(fù)習(xí)思考題 75 第5章 機(jī)電伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 76 5.1 機(jī)電伺服控制系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì) 76 5.1.1 電流控制器設(shè)計(jì) 76 5.1.2 速度控制器設(shè)計(jì) 79 5.1.3 位置控制器設(shè)計(jì) 89 5.2 機(jī)電伺服控制系統(tǒng)數(shù)字實(shí)現(xiàn) 94 5.2.1 數(shù)字離散化方法 94 5.2.2 控制器數(shù)字離散化 96 5.3 機(jī)電伺服控制系統(tǒng)數(shù)字濾波技術(shù) 97 5.3.1 算術(shù)平均值濾波技術(shù) 97 5.3.2 移動(dòng)平均濾波技術(shù) 98 5.3.3 防脈沖干擾平均濾波技術(shù) 98 5.3.4 數(shù)字低通濾波技術(shù) 98 5.3.5 偽微分?jǐn)?shù)字低通濾波技術(shù) 99 5.4 機(jī)電伺服控制系統(tǒng)陷波器設(shè)計(jì) 100 5.4.1 陷波器原理 100 5.4.2 陷波器設(shè)計(jì)方法 100 5.4.3 陷波器對閉環(huán)控制的影響分析 103 5.4.4 陷波器應(yīng)用實(shí)例 105 5.5 小結(jié) 108 復(fù)習(xí)思考題 108 第6章 機(jī)電伺服控制系統(tǒng)性能優(yōu)化方法 109 6.1 前饋控制 109 6.1.1 前饋控制原理 109 6.1.2 前饋控制對伺服控制系統(tǒng)的影響分析 110 6.1.3 前饋控制仿真舉例 111 6.2 速度滯后補(bǔ)償控制 113 6.2.1 速度滯后補(bǔ)償控制原理 113 6.2.2 速度滯后補(bǔ)償控制對伺服控制系統(tǒng)的影響分析 114 6.2.3 速度滯后補(bǔ)償控制仿真舉例 115 6.3 加速度滯后補(bǔ)償控制 118 6.3.1 加速度滯后補(bǔ)償控制原理 118 6.3.2 加速度滯后補(bǔ)償控制對伺服控制系統(tǒng)的影響分析 119 6.3.3 加速度滯后補(bǔ)償控制仿真舉例 120 6.4 加速度反饋控制 122 6.4.1 加速度反饋控制原理 122 6.4.2 加速度反饋控制對伺服控制系統(tǒng)的影響分析 124 6.4.3 加速度反饋控制仿真舉例 126 6.5 小結(jié) 127 復(fù)習(xí)思考題 128 第7章 機(jī)電伺服控制系統(tǒng)飽和非線性控制 129 7.1 積分飽和問題 129 7.2 抗積分飽和控制方法 131 7.2.1 條件積分法 131 7.2.2 反計(jì)算法 132 7.2.3 新型抗積分飽和控制方法 133 7.2.4 抗積分飽和控制仿真舉例 134 7.3 位置指令修正方法 136 7.3.1 位置指令修正器原理 137 7.3.2 基于閉環(huán)反饋控制的指令修正器 137 7.3.3 基于最優(yōu)時(shí)間控制的指令修正器 139 7.3.4 基于多項(xiàng)式的指令修正器 141 7.3.5 位置指令修正器仿真舉例 143 7.4 小結(jié) 149 復(fù)習(xí)思考題 149 第8章 目標(biāo)軌跡預(yù)測濾波技術(shù) 150 8.1 脫靶量滯后與目標(biāo)軌跡預(yù)測 150 8.1.1 脫靶量滯后的影響 150 8.1.2 目標(biāo)軌跡預(yù)測 151 8.2 基于卡爾曼濾波法的目標(biāo)軌跡預(yù)測 151 8.2.1 目標(biāo)運(yùn)動(dòng)模型 152 8.2.2 卡爾曼濾波法及軌跡預(yù)測 155 8.2.3 基于卡爾曼濾波法的目標(biāo)軌跡預(yù)測仿真舉例 157 8.3 基于跟蹤微分器的目標(biāo)軌跡預(yù)測 162 8.3.1 跟蹤微分器 163 8.3.2 預(yù)測外推及軌跡預(yù)測 166 8.3.3 基于跟蹤微分器的目標(biāo)軌跡預(yù)測仿真舉例 166 8.4 小結(jié) 168 復(fù)習(xí)思考題 168 參考文獻(xiàn) 169 復(fù)習(xí)思考題答案 171