精通伺服控制技術及應用

第一章 伺服控制系統(tǒng)入門　　 　 001
第一節(jié)　伺服系統(tǒng)基本概念　 001
一、什么是伺服　 001
二、伺服系統(tǒng)　 001
三、伺服電動機　 002
四、伺服控制器　 003
五、伺服控制系統(tǒng)三種工作模式　 003
六、伺服系統(tǒng)的位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)　 006
七、伺服系統(tǒng)的分類　 007
第二節(jié)　伺服系統(tǒng)執(zhí)行元件及作用　 009
一、伺服驅(qū)動器構成單元及作用　 009
二、伺服系統(tǒng)常用位置檢測裝置　 010
第三節(jié)　伺服進給系統(tǒng)執(zhí)行元件及應用　 021
一、步進電動機　 021
二、永磁直流無刷伺服電動機　 023
三、交流伺服電動機　 031
四、直線電動機　 040

第二章 伺服驅(qū)動系統(tǒng)及控制電路 　 048
第一節(jié)　典型伺服系統(tǒng)的結構組成　 048
一、運動控制卡伺服驅(qū)動系統(tǒng)　 048
二、PLC伺服驅(qū)動系統(tǒng)　 049
第二節(jié)　單芯片高精度運動控制系統(tǒng)　 049
一、單芯片速率伺服控制系統(tǒng)　 049
二、基于PIC18F4520單片機和IRMCK201芯片控制伺服驅(qū)動系統(tǒng)　 050
三、基于FPGA技術的伺服驅(qū)動控制IRMCK201芯片　 053
第三節(jié)　基于TMS320F2812 DSP芯片的數(shù)字交流伺服驅(qū)動器　 056
一、伺服驅(qū)動器的結構組成　 056
二、伺服驅(qū)動器主要控制電路　 057
三、伺服驅(qū)動器的功率驅(qū)動主電路　 059
四、伺服驅(qū)動器的信號檢測電路　 061

第三章 伺服驅(qū)動器的安裝、接線、調(diào)試與維修 　 068
第一節(jié)　伺服驅(qū)動器外部結構和通用配線　 068
一、匯川IS600P伺服驅(qū)動器接口　 069
二、匯川IS600P伺服驅(qū)動器組成的伺服系統(tǒng)　 069
三、伺服系統(tǒng)配線注意事項　 070
第二節(jié)　伺服電動機和伺服驅(qū)動器的安裝及接線　 072
一、伺服電動機的安裝　 072
二、伺服驅(qū)動器的安裝　 074
三、伺服驅(qū)動器和伺服電動機的連接　 075
四、伺服電動機編碼器的連接　 081
五、伺服驅(qū)動器控制信號端子的接線方法　 083
六、伺服驅(qū)動器與伺服電動機抱閘配線　 097
七、伺服驅(qū)動器通信信號的接線　 098
八、伺服驅(qū)動器模擬量監(jiān)視信號的接線　 100
九、伺服驅(qū)動系統(tǒng)電氣接線的抗干擾措施　 101
第三節(jié)　伺服驅(qū)動器的三種控制運行模式　 105
一、伺服驅(qū)動器位置模式　 105
二、伺服驅(qū)動器速度模式　 112
三、伺服驅(qū)動器轉矩模式　 118
第四節(jié)　伺服驅(qū)動器運行前的檢查與調(diào)試　 125
一、伺服驅(qū)動器運行前的檢查工作　 125
二、伺服驅(qū)動器負載慣量辨識和增益調(diào)整　 126
三、自動增益調(diào)整　 128
四、伺服驅(qū)動器手動增益調(diào)整　 129
五、伺服驅(qū)動器陷波器　 130
第五節(jié)　伺服驅(qū)動器的故障處理　 132
一、伺服驅(qū)動器啟動時的警告和處理　 132
二、伺服驅(qū)動器運行中的故障和警告處理　 138
三、伺服驅(qū)動器典型故障處理措施　 142

第四章 經(jīng)濟型伺服驅(qū)動器與數(shù)字式步進電動機驅(qū)動器及應用　　 149
第一節(jié)　經(jīng)濟型伺服驅(qū)動器V80　 149
一、驅(qū)動器特點與優(yōu)勢　 149
二、SINAMICS V80 經(jīng)濟型伺服驅(qū)動器和配套伺服電動機選型說明　 149
三、SINAMICS V80伺服驅(qū)動器通信電纜　 150
四、SINAMICS V80伺服驅(qū)動器接口　 151
五、SINAMICS V80 驅(qū)動器系統(tǒng)接線　 155
第二節(jié)　直流數(shù)字式步進電動機驅(qū)動器　 163
一、步進電動機驅(qū)動器與伺服電動機驅(qū)動器的區(qū)別　 163
二、步進電動機和伺服電動機的區(qū)別　 163
三、步進電動機驅(qū)動器原理　 163
四、DM432C數(shù)字式步進電動機驅(qū)動器　 165
五、驅(qū)動器電流、細分撥碼開關設定和參數(shù)自整定　 168
六、直流數(shù)字式步進電動機驅(qū)動器供電電源的選擇　 170
七、直流數(shù)字式步進電動機、驅(qū)動器的選配　 170
八、直流數(shù)字式步進電動機驅(qū)動器典型接線舉例　 171
九、數(shù)字式步進電動機驅(qū)動器的常見問題和處理方法　 173

第五章 伺服驅(qū)動系統(tǒng)的PLC控制 175
第一節(jié)　PLC控制伺服驅(qū)動器基礎　 175
一、PLC的構成 　 175
二、PLC的工作原理　 175
第二節(jié)　西門子S7-200 和V80伺服驅(qū)動器實現(xiàn)點到點的位置控制　 177
一、SINAMICS V80伺服控制器系統(tǒng)組成　 177
二、位置控制系統(tǒng)的結構和選型　 177
三、位置控制的軟件實現(xiàn)　 180
四、S7-200 PLC與V80伺服驅(qū)動器實現(xiàn)定位控制　 180
五、用MAP SERV指令庫實現(xiàn)定位控制　 186
六、在位置控制向?qū)聦崿F(xiàn)EM253 位置控制模塊的定位　 190

第六章 伺服驅(qū)動器的運動控制卡控制 　 200
第一節(jié)　運動控制卡在伺服驅(qū)動系統(tǒng)中的應用　 200
一、運動控制卡在伺服驅(qū)動系統(tǒng)中的應用原理　 200
二、伺服電動機與運動控制卡的一般連接方式　 201
第二節(jié)　DMC3000 系列運動控制卡的功能和典型應用　 202
一、運動控制卡的應用場合和組成　 202
二、運動控制卡的功能　 204
三、運動平臺編碼器位置檢測　 210
四、運動控制平臺專用 I O 和通用 I O控制　 210
五、運動控制平臺多卡運行　 212
第三節(jié)　運動控制卡硬件接口電路　 212
一、運動控制卡硬件組成　 212
二、電動機控制信號接口電路　 213
三、編碼器、手搖脈沖發(fā)生器接口電路　 215
四、運動控制卡專用 I O 接口電路　 216
五、運動控制卡通用 I O 接口電路　 220
六、運動控制卡CAN-I O擴展模塊接口電路　 221
第四節(jié)　運動控制卡硬件及驅(qū)動程序的安裝　 223
第五節(jié)　運動控制卡Motion軟件的功能　 223
第六節(jié)　運動控制卡應用軟件的開發(fā)方法　 223
第七節(jié)　通過函數(shù)實現(xiàn)運動控制卡基本功能的方法　 223
一、限位開關及急停開關的設置　 224
二、回原點運動的實現(xiàn)　 225
三、點位運動的實現(xiàn)　 226
四、連續(xù)運動的實現(xiàn)　 229
五、插補運動的實現(xiàn)　 229
六、 PVT運動功能的實現(xiàn)　 232
七、手輪運動功能的實現(xiàn)　 242
八、編碼器檢測的實現(xiàn)　 244
九、通用I/O控制的實現(xiàn)　 244
十、位置比較功能的實現(xiàn)　 247
十一、高速位置鎖存功能的實現(xiàn)　 249
十二、LTC 觸發(fā)延時急停功能　 250
十三、軸I/O 映射功能的實現(xiàn)　 251
十四、原點鎖存功能的實現(xiàn)　 252
十五、CAN-I/O 擴展模塊的操作　 254
第八節(jié)　運動控制卡接口及與驅(qū)動控制器接線　 256
一、DMC3000 系列運動控制卡3400A接線盒ACC-X400B接口　 256
二、運動控制卡和主流驅(qū)動器電氣接線圖　 261
三、運動控制卡接線注意事項　 267
四、運動控制卡常見問題解決方法　 268

第七章 伺服電動機/步進電動機控制電路與驅(qū)動集成電路　　 270
第一節(jié)　常用驅(qū)動集成電路及典型應用電路　 270
一、步進電動機控制集成電路　 270
二、步進電動機控制集成電路——FT609電路　 278
三、四相步進電動機驅(qū)動集成電路　 282
四、單極性步進電動機雙電壓集成電路　 284
五、電流控制步進電動機驅(qū)動集成電路　 287
六、低壓步進電動機驅(qū)動集成電路　 291
七、微步距步進電動機控制集成電路　 294
八、雙H橋步進電動機驅(qū)動集成電路　 297
九、PWM控制DMOS電動機驅(qū)動集成電路　 299
十、直流伺服電動機驅(qū)動集成電路　 305
第二節(jié)　伺服 步進電動機驅(qū)動器電路　 306
一、通用40V40A步進電動機驅(qū)動器電路　 306
二、松下MSD5A3P1E/MSD6A3P1E交流伺服驅(qū)動器電路　 310

第八章 伺服/步進控制系統(tǒng)典型應用與維修實例　　 324
第一節(jié)　步進電動機伺服控制　 324
一、步進電動機主要技術參數(shù)　 324
二、基于STM32F103的貼片機控制系統(tǒng)的設計　 325
三、三相混合式步進電動機SPWM控制技術　 328
四、基于DSP的步進電動機控制系統(tǒng)　 330
五、基于PLC和觸摸屏的步進電動機控制系統(tǒng)　 332
六、基于單片機的步進電動機控制系統(tǒng)　 334
七、基于CAN總線的步進電動機控制系統(tǒng)　 336
八、基于FPGA的步進電動機多軸聯(lián)動控制系統(tǒng)　 339
九、步進電動機的常見故障檢修　 341
十、直流電動機故障檢修及常見故障的排除　 343
第二節(jié)　CAK6150數(shù)控車床驅(qū)動板的維修　 345
一、驅(qū)動板接線端口的說明　 345
二、細分電路的分析　 346
三、電流調(diào)整電路與過流保護電路　 347
四、驅(qū)動板故障的檢修　 348
第三節(jié)　電火花線切割機步進電動機失步等故障的檢修　 349
一、故障原因　 349
二、故障解決辦法　 349
第四節(jié)　直流伺服控制　 352
一、直流伺服電動機控制特性及主要參數(shù)　 352
二、SG1731D在機床直流伺服隨動系統(tǒng)中的應用　 354
三、基于PC＋PCI的直流伺服系統(tǒng)測試平臺　 357
四、基于DSP的雕刻機用直流伺服控制器　 359
五、低成本直流伺服電動機調(diào)速系統(tǒng)　 361
六、大功率直流電動機速度伺服系統(tǒng)的設計　 364
七、無刷直流電動機驅(qū)動控制　 367
八、高壓斷路器永磁無刷直流電動機機構伺服控制系統(tǒng)　 371
九、三相無刷直流伺服電動機控制系統(tǒng)在石油鉆井中的應用　 371
十、基于CAN總線的小型飛行器伺服系統(tǒng)　 372
十一、直流伺服系統(tǒng)常見故障與維修　 374
第五節(jié)　交流伺服控制　 375

參考文獻　 376