伺服控制技术自学手册

第1章伺服控制技术在典型行业的应用分析

1.1概述

1.2伺服控制在机床行业的应用

1.3伺服控制在纺织行业的应用

1.4伺服控制在包装行业的应用

1.5伺服控制在印刷行业的应用

第2章伺服电机基础

2.1伺服电机基本原理

2.2永磁同步伺服电机

2.2.1永磁体技术基础

2.2.2永磁同步电机的结构形式

2.2.3永磁同步伺服电机运行原理

2.3异步伺服电机

2.4直接驱动伺服电机

2.4.1力矩电机

2.4.2直线电机

2.5铁芯分割式伺服电机定子制造工艺

2.5.1技术概述

2.5.2铁芯分割式定子构造

2.6永磁式电机的齿槽定位转矩

2.6.1齿槽定位转矩概述

2.6.2齿槽转矩抑制方法

第3章伺服控制理论基础

3.1矢量控制原理

3.1.1永磁同步电机的数学模型与坐标变换

3.1.2永磁同步电机矢量控制方法

3.2PWM控制技术基础

3.3伺服驱动主回路

3.3.1变流装置

3.3.2直流中间电路

3.3.3开关电源电路

3.3.4逆变电路

3.4伺服控制回路

3.4.1PID调节器基础

3.4.2伺服控制电流环

3.4.3速度环PI设计

第4章伺服电机与驱动的检测技术

4.1伺服电机的术语

4.2伺服电机的检测项目与检测方法

4.3伺服驱动器的检测标准与方法

4.4伺服驱动器的EMC及环境测试

4.4.1伺服驱动器的EMC测试

4.4.2伺服驱动器的环境测试

4.5伺服驱动测试实例

4.5.1输入/输出功能测试实验

4.5.2伺服控制PWM死区时间实验

4.5.3速度控制性能测试

4.5.4扭矩控制实验

4.5.5伺服控制SMPS的性能实验

4.5.6伺服控制DC-Link性能实验

第5章伺服电机及驱动的选型技术

5.1电机选择的基本方法

5.2电机的规格、定额与容量的选择

5.3选择伺服电机考虑的问题

5.4负载转矩及转动惯量的计算

5.5永磁同步伺服电机的选型

5.6直接驱动伺服电机的选型

5.6.1直线电机的选型

5.6.2力矩电机的选型

5.7伺服驱动外围电路选型技术

5.7.1主电路、控制电路用电线

5.7.2变压器

5.7.3配线用断路器和漏电断路器

5.7.4电磁接触器

5.7.5电抗器和滤波器

5.7.6制动电阻

5.8驱动装置选型实例

5.8.1工程选型步骤

5.8.2电源模块的选择

5.8.3外围部件的选择

第6章伺服控制的测量系统

6.1测量系统基本原理

6.2编码器测量系统

6.2.1增量式光电编码器

6.2.2绝对值编码器

6.2.3多圈绝对值编码器

6.2.4光电编码盘的制造技术

6.2.5混合式光电编码器

6.3旋转变压器

6.4光栅尺

6.5磁尺

6.5.1磁尺的分类

6.5.2磁头

第7章伺服驱动的优化技术

7.1伺服系统的参数调整理论基础

7.1.1伺服驱动的控制回路

7.1.2优化基本概念

7.1.3机械建模分析

7.2频率响应的测量点

7.3伺服驱动相关参数的设定

7.4伺服控制特性的整定

7.4.1交流伺服系统速度控制特性及整定

7.4.2交流伺服系统位置控制特性及整定

7.5西门子SIMODRIVE的驱动优化

7.5.1速度环的优化说明

7.5.2位置环的优化说明

7.5.3西门子611D优化详细步骤

7.5.411D速度控制环的设定

7.5.5位置环优化

第8章基于PROFIBUS的SIMODRIVE611U系列伺服驱动

8.1SIMODRIVE611U接口端子

8.2SIMODRIVE611U的连接方式

8.2.1使用显示器和操作者单元进行参数化

8.2.2通过RS232/RS485连接

8.2.3PROFIBUS-DP模块的连接

8.2411U驱动的初始化设置

8.3PROFIBUS通信控制基础

8.3.1硬件组态

8.3.2控制字的功能描述

8.4611U速度环控制的调试

8.4.1速度环基本调试

8.4.2通过PROFIBUS通信控制速度

8.4.3固定速度值运行

8.4.4主轴定位控制

8.5读写PKW参数区域

8.5.1PKW参数区的结构与基础

8.5.2读写参数

8.6驱动611U的位置控制运行

8.6.1电机点动运行Jog

8.6.2返回参考点

8.6.3MDI方式运行

8.6.4AUTO编程程序段运行

第9章伺服控制技术的应用实例

9.1基于伺服控制技术的磁场磁力三维测试系统

9.1.1主要硬件及结构设计

9.1.2位置伺服控制实现

9.1.3测试装置的伺服性能和技术参数

9.1.4测试系统软件设计原理及结构

9.2西门子SIMODRIVE611U的典型应用

9.2.1西门子SIMODRIVE611U的应用基础

9.2.2西门子611U伺服驱动在组合机床上的应用

9.3基于高端运动控制卡的全自动玻璃切割机

9.3.1运动控制系统架构

9.3.2伺服连接与伺服调整

9.3.3软件系统设计

参考文献

　　本书从脉冲式和总线式伺服驱动出发，抛开烦琐的理论分析和证明推导，以简洁明了的形式分析概念，用简单的例子说明问题，用实际中的应用案例把读者带入最终的应用实践，揭开伺服控制的技术“内幕”。编者结合设计开发、工程实践以及技术培训经验编写，理论精简、通俗、叙述到位；结合大量图形详尽地分析并配以相应的操作步骤，做到图文并茂；直接根据工程实际需求编写，删繁就简，实用性强。本书是自动化控制领域广大技术人员的实用自学手册，也可供大专院校自动化、机电一体化专业的师生参考，同时也是一本非常实用的职业技术培训教材。　　本书围绕伺服控制技术，介绍了伺服电机及其驱动的基本概念；伺服电机以及驱动的结构特点、测试/实验方法、选型技术；位置测量系统的基本原理和伺服控制技术的应用特点。书中不仅介绍了传统的脉冲形式伺服驱动的应用，而且详细地分析了基于PLC的PROFIBUS-DP控制技术的系统组态编程以及应用。本书以典型案例讲解伺服控制技术的应用，图文并茂，侧重实际，实用性强。　　本书是自动化控制领域广大技术人员的实用自学手册，也可供大专院校自动化、机电一体化专业的师生参考，同时也是一本非常实用的职业技术培训教材。