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《交流伺服系統設計指南》共10章，第2、3、4、6章講述了伺服系統的硬件結構；第5、7、8、9、10章講述了伺服系統的控制結構、控制策略，以及實際伺服系統中不可缺少的控制器，濾波器和觀測器的設計方法。書中對引用的相關理論、論文成果沒有繁瑣的推導和證明，而是提取了精髓，作了歸納總結，指出了運用這些成果的方法和條件。
名人/編輯推薦
以指導設計為目的，對引用的相關理論、論文成果沒有繁瑣的推導和證明，而是提取了精髓，作了歸納總結，指出了運用這些成果的方法和條件。
目次
前言
第1章緒論
1.1交流伺服系統的國內外現狀與發展趨勢
1.2交流伺服系統的分類和特點
1.3交流伺服系統在國內相關行業中的應用及研發意義
1.4本書主要涉及的內容和安排
第2章三相交流永磁同步電動機
2.1永磁同步電動機轉子的結構和特征
2.2永磁同步電動機的數學模型
2.2.1坐標變換的原則和基本思路
2.2.2坐標變換陣
2.2.3建立dq坐標系下的數學模型
2.3永磁同步電動機的特性常數
2.3.1轉矩常數和反電動勢常數
2.3.2機械時間常數、電氣時間常數和機電時間常數
2.4永磁同步電動機轉矩波動
2.4.1紋波轉矩
2.4.2齒槽轉矩
2.5永磁同步電動機控制系統
2.5.1基本電磁關系軌跡
2.5.2矢量控制策略
2.5.3基于id=0控制策略的伺服系統基本結構
第3章電動機驅動電源和功率器件
3.1逆變電路
3.1.1基本工作原理
3.1.2三相橋式電壓型逆變電路
3.1.3多電平逆變電路
3.2重要的輔助電路
3.2.1整流單元
3.2.2預充電電路
3.2.3泵升電壓保護電路
3.3功率器件
3.3.1功率器件的種類和發展
3.3.2IGBT
3.3.3器件的驅動
3.3.4器件的保護
3.4智能功率模塊（IPM）
3.4.1接口電路
3.4.2電壓自舉電路
3.4.3保護功能
第4章PWM控制技術
4.1PWM控制的基本原理
4.2三種典型的PWM控制技術
4.2.1正弦波PWM技術
4.2.2電流跟蹤PWM技術
4.2.3電壓空間矢量PWM技術
4.3逆變器品質評價
4.3.1諧波成分
4.3.2直流電壓利用率與過調制
4.3.3三種PWM控制技術的小結
4.4數字化伺服系統中SVPWM的實現
第5章數字控制系統
5.1基礎知識
5.1.1信號采樣和香農采樣定理
5.1.2信號復現和零階保持器
5.1.3量化誤差和極限環
5.1.4系統中的延遲
5.1.5z變換及離散化方法
5.2數字控制器研究方法
5.2.1模擬化研究方法概述
5.2.2數字化研究方法概述
5.3微處理器選擇
5.3.1選擇處理器的基本原則
5.3.2伺服控制系統要求的處理器性能
5.3.3數字信號處理器（DSP）
5.4系統中的混合地設計
第6章傳感器技術和檢測數據處理
6.1電流傳感器
6.1.1利用霍爾元件檢測
6.1.2利用分流電阻檢測
6.2速度傳感器
6.3位置傳感器
6.3.1光電式增量型編碼器
6.3.2光電式絕對型編碼器
6.3.3旋轉變壓器與R—D變換器
6.4檢測數據處理
6.4.1過采樣和A—D分辨率
6.4.2轉速估計和編碼器分辨率
6.4.3數據標幺化和定標
第7章三閉環控制系統
7.1三閉環系統構成
7.2系統的基本研究內容
7.2.1系統的穩定性及穩態裕度
7.2.2典型系統
7.2.3指令響應和擾動響應
7.2.4誤差與穩態誤差
7.3電流／速度環控制策略
7.3.1反電動勢補償
7.3.2PI控制與IP控制
7.3.3擾動解耦
7.4位置環控制策略
7.4.1電子齒輪比設計
7.4.2前饋控制
7.4.3半閉環與全閉環
7.5抑振控制策略
7.5.1振動模型
7.5.2不穩定分析
7.5.3被動式抑振和主動式抑振
第8章控制器
8.1伺服控制系統中的控制器
8.2PID控制器實現
8.2.1數字積分和微分
8.2.2數字PID表達式
8.2.3積分飽和與抗飽和設計
8.2.4PI+控制
8.3PID控制器的人工調試
8.3.1Ziegler—Nichols法
8.3.2按“典型Ⅰ型和Ⅱ型系統的工程設計”法
8.3.3手動調整
8.4PID控制器的自動調試
8.4.1離線自整定
8.4.2在線自校正
第9章數字濾波器
9.1伺服系統中的濾波器
9.2低通和陷波濾波器
9.2.1濾波器特征
9.2.2基于模擬方式的實現
9.2.3基于IIR方式的實現
9.3抗混疊濾波器
9.3.1混疊
9.3.2開關電容濾波器的實現
9.4轉速估計濾波器
9.4.1轉速估計方法的介紹
9.4.2基于FIR方式的實現
9.5位置指令濾波器
9.5.1S形曲線加減速
9.5.2基于2次卷積法的實現
第10章觀測器
10.1系統中的觀測器
10.2Luenberger觀測器
10.2.1觀測器的模型構建
10.2.2觀測器的運行分析
10.2.3觀測器的應用設計
10.3觀測器在加速度反饋中的應用
參考文獻
第1章緒論
1.1交流伺服系統的國內外現狀與發展趨勢
1.2交流伺服系統的分類和特點
1.3交流伺服系統在國內相關行業中的應用及研發意義
1.4本書主要涉及的內容和安排
第2章三相交流永磁同步電動機
2.1永磁同步電動機轉子的結構和特征
2.2永磁同步電動機的數學模型
2.2.1坐標變換的原則和基本思路
2.2.2坐標變換陣
2.2.3建立dq坐標系下的數學模型
2.3永磁同步電動機的特性常數
2.3.1轉矩常數和反電動勢常數
2.3.2機械時間常數、電氣時間常數和機電時間常數
2.4永磁同步電動機轉矩波動
2.4.1紋波轉矩
2.4.2齒槽轉矩
2.5永磁同步電動機控制系統
2.5.1基本電磁關系軌跡
2.5.2矢量控制策略
2.5.3基于id=0控制策略的伺服系統基本結構
第3章電動機驅動電源和功率器件
3.1逆變電路
3.1.1基本工作原理
3.1.2三相橋式電壓型逆變電路
3.1.3多電平逆變電路
3.2重要的輔助電路
3.2.1整流單元
3.2.2預充電電路
3.2.3泵升電壓保護電路
3.3功率器件
3.3.1功率器件的種類和發展
3.3.2IGBT
3.3.3器件的驅動
3.3.4器件的保護
3.4智能功率模塊（IPM）
3.4.1接口電路
3.4.2電壓自舉電路
3.4.3保護功能
第4章PWM控制技術
4.1PWM控制的基本原理
4.2三種典型的PWM控制技術
4.2.1正弦波PWM技術
4.2.2電流跟蹤PWM技術
4.2.3電壓空間矢量PWM技術
4.3逆變器品質評價
4.3.1諧波成分
4.3.2直流電壓利用率與過調制
4.3.3三種PWM控制技術的小結
4.4數字化伺服系統中SVPWM的實現
第5章數字控制系統
5.1基礎知識
5.1.1信號采樣和香農采樣定理
5.1.2信號復現和零階保持器
5.1.3量化誤差和極限環
5.1.4系統中的延遲
5.1.5z變換及離散化方法
5.2數字控制器研究方法
5.2.1模擬化研究方法概述
5.2.2數字化研究方法概述
5.3微處理器選擇
5.3.1選擇處理器的基本原則
5.3.2伺服控制系統要求的處理器性能
5.3.3數字信號處理器（DSP）
5.4系統中的混合地設計
第6章傳感器技術和檢測數據處理
6.1電流傳感器
6.1.1利用霍爾元件檢測
6.1.2利用分流電阻檢測
6.2速度傳感器
6.3位置傳感器
6.3.1光電式增量型編碼器
6.3.2光電式絕對型編碼器
6.3.3旋轉變壓器與R—D變換器
6.4檢測數據處理
6.4.1過采樣和A—D分辨率
6.4.2轉速估計和編碼器分辨率
6.4.3數據標幺化和定標
第7章三閉環控制系統
7.1三閉環系統構成
7.2系統的基本研究內容
7.2.1系統的穩定性及穩態裕度
7.2.2典型系統
7.2.3指令響應和擾動響應
7.2.4誤差與穩態誤差
7.3電流／速度環控制策略
7.3.1反電動勢補償
7.3.2PI控制與IP控制
7.3.3擾動解耦
7.4位置環控制策略
7.4.1電子齒輪比設計
7.4.2前饋控制
7.4.3半閉環與全閉環
7.5抑振控制策略
7.5.1振動模型
7.5.2不穩定分析
7.5.3被動式抑振和主動式抑振
第8章控制器
8.1伺服控制系統中的控制器
8.2PID控制器實現
8.2.1數字積分和微分
8.2.2數字PID表達式
8.2.3積分飽和與抗飽和設計
8.2.4PI+控制
8.3PID控制器的人工調試
8.3.1Ziegler—Nichols法
8.3.2按“典型Ⅰ型和Ⅱ型系統的工程設計”法
8.3.3手動調整
8.4PID控制器的自動調試
8.4.1離線自整定
8.4.2在線自校正
第9章數字濾波器
9.1伺服系統中的濾波器
9.2低通和陷波濾波器
9.2.1濾波器特征
9.2.2基于模擬方式的實現
9.2.3基于IIR方式的實現
9.3抗混疊濾波器
9.3.1混疊
9.3.2開關電容濾波器的實現
9.4轉速估計濾波器
9.4.1轉速估計方法的介紹
9.4.2基于FIR方式的實現
9.5位置指令濾波器
9.5.1S形曲線加減速
9.5.2基于2次卷積法的實現
第10章觀測器
10.1系統中的觀測器
10.2Luenberger觀測器
10.2.1觀測器的模型構建
10.2.2觀測器的運行分析
10.2.3觀測器的應用設計
10.3觀測器在加速度反饋中的應用
參考文獻
書摘/試閱
原則一是選擇處理器的第一步，也是最關鍵一步。在估計運行控制算法的處理資源時，要考慮執行控制算法所花的時間通常會有某些變動，例如系統由速度控制改變成位置控制。設計者必須確認處理實時算法的時間絕對不能超過采樣時間，運行時間超過采樣間隔的結果是嚴重的，在最壞情況下，它可能產生災難性的故障。
除了控制律，大多數產品還需要其他算法，那么該處理器必須在執行控制律時給其他處理留有足夠的空余時間。在許多系統中，控制算法可以要求占用總計算時間的一半以上，這意味著為改善系統性能而提高采樣頻率可能會顯著地增加系統執行其他算法的公用時間。
編程的難易具有主觀性特征，它與編程工具、處理器結構和編程團隊的經驗有關。選擇得到廣泛應用系列的芯片會得到更好的支持，因為生產廠商從廣大市場收益，從而有能力去開發編程工具、計劃升級以及考慮向后兼容等事情。
選擇處理器是一項將在多年內影響產品開發的工作，因此必須確認所做的選擇是合理的。
5.3.2伺服控制系統要求的處理器性能
伺服控制系統中使用的處理器，除了進行運算處理的CPU外，還要構成控制系統不可缺少的外圍電路，外圍功能的電路必須配置ROM、RAM、定時器、計數器、A—D轉換器、I／O接口、通信接口以及中斷控制器等，最重要的外圍功能是有能夠產生各種PWM輸出波形的定時功能，有根據編碼器的兩相脈沖信號測量轉子的轉速和位置的計數功能。
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