交流伺服控制系統(tǒng)

前言
第1 章　伺服控制系統(tǒng)概述 1
　1. 1　伺服控制系統(tǒng)的基本概念 1
　　1. 1. 1　伺服控制系統(tǒng)的定義 1
　　1. 1. 2　伺服控制系統(tǒng)的組成 1
　　1. 1. 3　伺服控制系統(tǒng)性能的基本要求 1
　　1. 1. 4　伺服控制系統(tǒng)的種類 2
　1. 2　電氣伺服控制系統(tǒng)的發(fā)展 2
　　1. 2. 1　電氣伺服控制系統(tǒng)的發(fā)展過程 2
　　1. 2. 2　驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品概況 3
　　1. 2. 3　發(fā)展趨勢(shì) 5
　1. 3　交流伺服控制系統(tǒng) 6
　　1. 3. 1　交流伺服控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方式與
應(yīng)用 8
　　1. 3. 2　交流伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用前景 10
　習(xí)題和思考題 11
第2 章　交流伺服控制系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) 12
　2. 1　控制器芯片 12
　　2. 1. 1　STM32 系列芯片的結(jié)構(gòu)及性能 12
　　2. 1. 2　STM32 的存儲(chǔ)空間及時(shí)鐘 13
　　2. 1. 3　STM32 的中斷系統(tǒng) 21
　　2. 1. 4　STM32 的定時(shí)器 25
　　2. 1. 5　STM32 的A-D 轉(zhuǎn)換器 26
　　2. 1. 6　STM32 應(yīng)用舉例 30
　2. 2　交流伺服控制系統(tǒng)功率變換電路 35
　　2. 2. 1　逆變電路 35
　　2. 2. 2　驅(qū)動(dòng)電路 39
　　2. 2. 3　帶有死區(qū)的PWM 波形 40
　2. 3　交流伺服電動(dòng)機(jī) 41
　　2. 3. 1　同步型交流伺服電動(dòng)機(jī) 41
　　2. 3. 2　感應(yīng)型交流伺服電動(dòng)機(jī) 41
　　2. 3. 3　兩種交流伺服電動(dòng)機(jī)的比較 42
　習(xí)題和思考題 42
第3 章　交流伺服控制系統(tǒng)中的編程
技術(shù) 45
　3. 1　定點(diǎn)CPU 的數(shù)據(jù)Q 格式 45
　　3. 1. 1　Q 格式說明 45
　　3. 1. 2　電動(dòng)機(jī)控制中電流采樣值的Q
格式處理 46
　3. 2　PI 調(diào)節(jié)器的數(shù)字實(shí)現(xiàn)方法 47
　　3. 2. 1　模擬PI 調(diào)節(jié)器的數(shù)字化 47
　　3. 2. 2　改進(jìn)的數(shù)字PI 算法 48
　　3. 2. 3　數(shù)字PI 調(diào)節(jié)器的舉例 49
　3. 3　PWM 驅(qū)動(dòng)信號(hào) 52
　　3. 3. 1　三相互補(bǔ)的PWM 驅(qū)動(dòng) 52
　　3. 3. 2　無刷直流電動(dòng)機(jī)的PWM 驅(qū)動(dòng) 55
　3. 4　數(shù)字測(cè)速 58
　　3. 4. 1　旋轉(zhuǎn)編碼器 58
　　3. 4. 2　數(shù)字測(cè)速方法的精度指標(biāo) 59
　　3. 4. 3　M 法測(cè)速 60
　　3. 4. 4　T 法測(cè)速 61
　　3. 4. 5　M / T 法測(cè)速 62
　　3. 4. 6　M / T 法速度測(cè)量的實(shí)現(xiàn) 64
　　3. 4. 7　M / T 法例程 65
　習(xí)題和思考題 69
第4 章　電壓空間矢量PWM 71
　4. 1　電壓空間矢量PWM 控制技術(shù) 71
　　4. 1. 1　空間矢量的定義 71
　　4. 1. 2　電壓與磁鏈空間矢量的關(guān)系 72
　　4. 1. 3　PWM 逆變器基本輸出電壓矢量 73
　　4. 1. 4　正六邊形空間旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 74
　　4. 1. 5　期望電壓空間矢量的合成與
實(shí)現(xiàn) 75
　4. 2　SVPWM 三個(gè)關(guān)鍵問題的解決 76
　4. 3　SVPWM 編程實(shí)例 86
　習(xí)題和思考題 91
Ⅴ　
第5 章　無刷直流電動(dòng)機(jī)控制技術(shù) 92
　5. 1　無刷直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 92
　　5. 1. 1　無刷直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 92
　　5. 1. 2　無刷直流電動(dòng)機(jī)的霍爾傳感器
位置檢測(cè) 93
　　5. 1. 3　無刷直流電動(dòng)機(jī)的工作原理 96
　　5. 1. 4　三相多槽多極對(duì)電機(jī)結(jié)構(gòu) 98
　　5. 1. 5　無刷直流電動(dòng)機(jī)的雙閉環(huán)調(diào)速
系統(tǒng) 99
　5. 2　無刷直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng) 100
　　5. 2. 1　硬件電路 100
　　5. 2. 2　控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 105
　　5. 2. 3　電動(dòng)機(jī)起動(dòng)分析 105
　　5. 2. 4　STM32 的TIM1 與TIM2 中斷 106
　　5. 2. 5　具體程序 106
　　5. 2. 6　程序分析 110
　5. 3　無刷直流電動(dòng)機(jī)無霍爾傳感器控制
方法與實(shí)現(xiàn) 113
　　5. 3. 1　采用無位置傳感器控制的
必要性 113
　　5. 3. 2　無刷直流電動(dòng)機(jī)無位置傳感器
控制方法 114
　　5. 3. 3　無刷直流電動(dòng)機(jī)無位置傳感器
控制原理框圖 114
　　5. 3. 4　無霍爾傳感器控制軟件編程
設(shè)計(jì) 114
　5. 4　無刷直流電動(dòng)機(jī)相序測(cè)定方法 118
　5. 5　無刷直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 119
　習(xí)題和思考題 121
第6 章　永磁同步電動(dòng)機(jī)控制技術(shù) 122
　6. 1　永磁同步電動(dòng)機(jī)控制原理 122
　　6. 1. 1　永磁同步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型 123
　　6. 1. 2　永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制原理 126
　6. 2　永磁同步電動(dòng)機(jī)控制的硬件設(shè)計(jì) 127
　　6. 2. 1　永磁同步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的總體
硬件電路 127
　　6. 2. 2　與無刷直流電動(dòng)機(jī)硬件的差別 128
　6. 3　永磁同步電動(dòng)機(jī)控制的軟件設(shè)計(jì) 129
　　6. 3. 1　軟件設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu) 129
　　6. 3. 2　合成電壓矢量幅值及其與d 軸
夾角的計(jì)算 133
　　6. 3. 3　電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)時(shí)角度的計(jì)算 137
　　6. 3. 4　定時(shí)器中斷程序分析 138
　習(xí)題和思考題 142
第7 章　異步電動(dòng)機(jī)矢量控制技術(shù) 143
　7. 1　異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型 143
　　7. 1. 1　異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的
性質(zhì) 143
　　7. 1. 2　異步電動(dòng)機(jī)三相原始數(shù)學(xué)模型 144
　7. 2　坐標(biāo)變換控制的基本思想 148
　7. 3　坐標(biāo)變換 149
　7. 4　異步電動(dòng)機(jī)在兩相坐標(biāo)系上的動(dòng)態(tài)
數(shù)學(xué)模型 152
　7. 5　異步電動(dòng)機(jī)在兩相坐標(biāo)系上的狀態(tài)
方程 155
　7. 6　異步電動(dòng)機(jī)按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量
控制系統(tǒng) 158
　　7. 6. 1　按轉(zhuǎn)子磁鏈定向同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系
中的狀態(tài)方程 159
　　7. 6. 2　按轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制的基本
思想 160
　　7. 6. 3　按轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制系統(tǒng)的
實(shí)現(xiàn) 161
　　7. 6. 4　磁鏈開環(huán)轉(zhuǎn)差型矢量控制
系統(tǒng)———間接定向 161
　7. 7　CPU 在異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)中的
實(shí)現(xiàn) 162
　　7. 7. 1　控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 162
　　7. 7. 2　編程分析 163
　7. 8　兩個(gè)常見問題 173
　習(xí)題和思考題 180
附錄　縮略語對(duì)照表 181
參考文獻(xiàn) 184