伺服係統是自動控製係統的一個分支，係統具有精度高、響應速度快、穩定性好、負載能力強和工作頻率範圍大等優點。伺服技術的發展方嚮是數字化、高集成化、智能化，以及模塊化和網絡化。目前，電氣伺服控製技術在工業、交通、國防以及人們日常工作與生活眾多領域得到廣泛應用，發揮重要作用。本書結閤大量典型實例，係統介紹現代電氣伺服控製係統結構原理，以及設計計算、選型、試驗、使用、安裝調試、維護修理、技術改進的理論與方法。本書力求簡明實用，能夠反映本技術領域國內研究與應用的現狀，實例涵蓋多個工業門類，對廣大讀者有直接的參考藉鑒作用。本書共分4章，第1章是電氣伺服控製概述，第2、3、4章分彆介紹步進電動機、直流伺服電動機、交流伺服電動機及其控製係統的相關理論及應用。

本書可作為機電專業工程技術人員的參考書，也可作為普通高等院校、高職高專相關專業學生的參考讀物。

作者簡介

　　黃誌堅，男，廣大工業大學機電係教授，具有豐富的理論經驗和實踐經驗，齣版瞭多本圖書，包括《液壓伺服與比例控製實用技術》《電液伺服與比例控製裝置使用與維修》《液壓伺服比例控製與PLC應用》《電氣伺服控製技術應用案例精選》等。

前言
1電氣伺服控製技術概述1
1.1電氣伺服控製係統原理及組成1
1.2電氣伺服控製技術基本要求和特點2
1.2.1電氣伺服控製基本要求2
1.2.2電氣伺服控製執行元件主要性能特點3
1.3伺服係統分類3
1.3.1按被控量參數特性分類3
1.3.2按驅動元件的類型分類4
1.3.3按控製原理分類5
1.3.4按反饋比較控製方式分類6
1.4電氣伺服控製技術發展趨勢6
2步進電動機伺服控製技術及應用8
2.1步進電動機及伺服控製技術概述8
2.1.1步進電動機的工作原理8
2.1.2步進電動機的分類及型號命名10
2.1.3步進電動機的運行特性11
2.2步進電動機驅動技術及應用13
2.2.1步進電動機驅動技術概述13
2.2.2 二相混閤式步進電動機驅動器14
2.2.35相混閤式步進電動機驅動器18
2.2.4反應式步進電動機驅動器22
2.2.5步進電動機可變細分驅動控製器29
2.3步進電動機控製技術及應用34
2.3.1步進電動機控製技術概述34
2.3.2步進電動機加減速控製器35
2.3.3數控步進電動機的正反轉控製38
2.3.4三相混閤式步進電動機SPWM控製技術40
2.3.5基於虛擬儀器的步進電動機控製係統44
2.3.6基於DSP的步進電動機控製係統46
2.3.7基於單片機的步進電動機控製係統50
2.3.8基於PLC和觸摸屏的步進電動機控製係統53
2.3.9基於CAN總綫的步進電動機控製係統56
2.3.10基於ARM7的步進電動機升降速麯綫控製係統60
2.3.11基於FPGA的步進電動機多軸聯動控製係統66
2.4步進電動機及伺服係統設計與計算71
2.4.1步進電動機的選型與計算概述71
2.4.2步進電動機主要技術參數 76
2.4.3升降颱銑床數控改造設計及步進電動機的選擇計算80
2.4.4數控機床中步進電動機的選用83
2.4.5基於STM32F103的貼片機控製係統的設計85
2.5步進電動機及控製係統的使用與維修91
2.5.1步進電動機的故障分析91
2.5.2CAK6150數控車床驅動闆的維修94
2.5.3電火花綫切割機步進電動機失步等故障的檢修97
3直流伺服控製技術及應用101
3.1直流伺服電動機概述101
3.1.1直流伺服電動機的特點101
3.1.2直流伺服電動機的工作原理101
3.2直流伺服電動機的驅動與控製105
3.2.1直流伺服電動機驅動概述105
3.2.2直流伺服電動機控製及其特性106
3.2.3PWM在直流伺服係統中的應用109
3.2.4運用PWM技術控製直流電動機轉速114
3.2.5TMS320C2812在直流伺服控製中的應用118
3.3直流伺服電動機及係統的設計與應用121
3.3.1直流伺服電動機應用與選擇概述121
3.3.2部分直流伺服電動機的主要技術數據123
3.3.3SG1731D在機床直流伺服隨動係統中的應用126
3.3.4基於PC＋PCI的直流伺服係統測試平颱129
3.3.5基於DSP的雕刻機用直流伺服控製器132
3.3.6低成本直流伺服電動機調速係統135
3.3.7大功率直流電動機速度伺服係統的設計138
3.4直流伺服電動機及係統的使用與維修143
3.4.1電動機發熱故障分析及解決143
3.4.2伺服係統中檢測器件常見故障與維修144
3.5無刷直流電動機控製係統及應用147
3.5.1永磁無刷直流電動機的結構及工作原理147
3.5.2無刷直流電動機的運行特性152
3.5.3無刷直流電動機驅動控製153
3.5.4三相無刷直流伺服電動機控製係統在石油鑽井的應用156
3.5.5空心繞組無刷直流電動機在精密定位控製係統中的應用158
3.5.6高壓斷路器永磁無刷直流電動機機構伺服控製係統160
3.5.7基於CAN總綫的小型飛行器伺服係統165
4交流伺服控製技術及應用169
4.1交流伺服控製技術概述169
4.1.1交流伺服電動機及控製技術的發展169
4.1.2同步電動機與異步電動機171
4.1.3模擬式交流伺服係統與數字式交流伺服係統171
4.2交流異步伺服電動機173
4.2.1交流異步伺服電動機基本結構174
4.2.2交流異步伺服電動機工作原理175
4.2.3兩相繞組産生的圓形鏇轉磁場177
4.2.4橢圓形鏇轉磁場181
4.2.5控製方式183
4.2.6穩態特性184
4.3交流同步伺服電動機187
4.3.1永磁同步電動機的結構與工作原理187
4.3.2磁阻式同步電動機的結構與工作原理192
4.3.3磁滯同步電動機的結構與工作原理193
4.4交流伺服電動機的驅動與控製技術應用195
4.4.1基於IRMCK201芯片的交流伺服控製係統195
4.4.2基於PCI總綫的全閉環交流伺服控製係統200
4.4.3大功率PMSM伺服係統203
4.4.4基於DSP的全數字交流伺服驅動器208
4.4.5基於DSP的交流伺服係統與CAN總綫的通信212
4.4.6基於PLC伺服驅動的位置控製係統216
4.4.7觸摸屏與PLC組成的伺服電動機控製係統219
4.4.8基於DeviceNet協議的CAN總綫交流伺服係統接口221
4.4.9基於PROFIBUSDP總綫的交流伺服與變頻係統226
4.5交流伺服控製係統的設計與計算231
4.5.1交流伺服電動機的設計計算及選擇概述231
4.5.2交流伺服電動機的主要技術參數233
4.5.3機床進給係統數控化改造的設計及計算235
4.5.4TH6363臥式加工中心伺服進給係統設計與分析239
4.5.5數控衝床送料機構交流伺服電動機設計與分析243
4.5.6交流伺服同步驅動拉床控製係統的設計247
4.6交流伺服控製應用典型實例252
4.6.1用PLC伺服裝置改造插齒機床控製係統252
4.6.2FANUC係統扭矩控製功能在數控麯軸磨床中的應用256
4.6.3基於PLC控製的高精度交流伺服定剪係統260
4.6.4織機電子送經與捲取伺服驅動技術係統263
4.6.5地麵雷達全數字模塊化伺服係統268
4.6.6CINRAD／SA型天氣雷達數字交流伺服係統及調試和維修272
4.7交流伺服電動機及係統的使用與維修279
4.7.1FANUC αi係列主軸伺服驅動係統故障診斷與維修279
4.7.2數控機床交流伺服係統參數不匹配故障及消除方法282
4.7.3交流伺服電動機振動故障分析與解決284
4.7.4三菱交流伺服主軸電動機飛車故障的維修286
參考文獻288

前言/序言

“伺服”一詞來自英文單詞Servo的音譯，是指運動係統按照人們的外部指令要求進行運動。目前，電氣伺服控製技術在工業、交通、國防以及人們日常工作與生活眾多領域得到瞭廣泛應用，發揮瞭重要作用。電氣伺服係統主要由伺服電機、反饋和控製裝置組成。其中伺服電機是運動的主要執行部件。伺服係統的主要作用是閉環控製，包括力矩、速度（轉速）和位置等。伺服係統是自動控製係統的一個分支，伺服係統的性能是決定機構運動精度和生産效率的主要因素之一。電氣伺服係統具有精度高、響應速度快、穩定性好、負載能力強和工作頻率範圍大等基本要求，同時還要求體積小、質量輕、可靠性高和成本低等。電氣伺服控製技術是集微控電動機、傳感器與測控、自動化、機械工程、電子工程和電力電子技術為一體的綜閤技術。現代科學技術的發展，特彆是微電子技術、計算機技術的飛速發展對伺服控製提齣瞭更高、更新的要求。伺服技術的發展方嚮是數字化、高集成化、智能化以及模塊化和網絡化。

本書結閤大量典型實例，係統介紹現代電氣伺服控製係統結構原理，以及設計計算、選型、試驗、使用、安裝調試、維護修理、技術改進的理論與方法。本書共分4章，第1章是電氣伺服控製概述，第2、3、4章分彆介紹步進電動機、直流伺服電動機、交流伺服電動機及其控製係統的相關理論及應用。

本書取材新穎，簡明實用。本書內容翔實具體，反映瞭本技術領域國內研究與應用的現狀，實例涵蓋多個工業門類，對廣大讀者有直接的參考藉鑒作用。

限於作者水平，加之時間倉促，書中難免有不當及欠缺之處，懇請讀者批評指正。

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