機電控制系統(tǒng)設計與應用

第1章 緒論
1．1 機械電子工程的發(fā)展與概念
1．1．1 機械電子工程的發(fā)展
1．1．2 機械電子工程的定義
1．2 系統(tǒng)關鍵技術
1．2．1 信息系統(tǒng)
1．2．2 機械系統(tǒng)
1．2．3 電子系統(tǒng)
1．2．4 傳感器與致動器
1．2．5 實時接口
1．3 機電系統(tǒng)設計方法
1．3．1 機電系統(tǒng)設計流程
1．3．2 機電系統(tǒng)集成方式
1．4 本書重點與內容組織習題與思考題
第2章 機電動力學理論基礎
2．1 力學理論基礎
2．1．1 動力學普遍定理
2．1．2 歐拉動力學方程
2．1．3 達朗貝爾原理
2．1．4 拉格朗日方程
2．2 電路分析理論基礎
2．2．1 基爾霍夫電流定律
2．2．2 基爾霍夫電壓定律
2．3 電磁場理論基礎
2．3．1 安培環(huán)路定理
2．3．2 安培力定律
2．3．3 電磁感應定律
2．4 機電能量轉換基礎
2．4．1 機電能量轉換的能量關系
2．4．2 單邊激勵機電裝置的能量轉換
2．4．3 雙邊激勵機電裝置的能量轉換
2．4．4 機電能量轉換的條件
2．4．5 產生恒定電磁轉矩的條件
2．4．6 旋轉電動機的電磁轉矩習題與思考題
第3章 機械動力學
3．1 桿件
3．2 彈簧
3．3 阻尼
3．3．1 帶有干摩擦和黏滯摩擦的阻尼
3．3．2 彈簧阻尼系統(tǒng)
3．4 軸承
3．4．1 滑動軸承
3．4．2 滾動軸承
3．5 典型機械系統(tǒng)
3．5．1 單質量彈簧阻尼振蕩系統(tǒng)
3．5．2 考慮齒輪和彈簧的兩質量振蕩系統(tǒng)
3．5．3 帶傳動系統(tǒng)動力學
3．5．4 帶有摩擦的機械系統(tǒng)
3．5．5 帶有空回的機械系統(tǒng)習題與思考題
第4章 機電系統(tǒng)傳感器特性
4．1 典型位置檢測元件的特性與模型
4．1．1 光電編碼器
4．1．2 旋轉變壓器
4．1．3 電位計
4．2 典型速度檢測元件的特性與模型
4．2．1 直流測速發(fā)電機
4．2．2 編碼器式測速傳感器
4．3 典型慣性測量元件的特性與模型
4．3．1 加速度計
4．3．2 陀螺儀
4．4 典型力及力矩測量元件的特性與模型
4．4．1 測力傳感器
4．4．2 轉矩測量習題與思考題
第5章 致動器動力學特性
5．1 步進電動機
5．1．1 基本轉矩計算
5．1．2 電動機動態(tài)數(shù)學模型
5．2 直流電動機
5．3 交流電動機
5．3．1 三相異步電動機的多變量非線性數(shù)學模型
5．3．2 三相異步電動機在兩相靜止坐標系上的數(shù)學模型習題與思考題
第6章 機電系統(tǒng)非線性動力學特征
6．1 傳動鏈典型非線性因素
6．2 飽和特性及其動力學模型
6．3 死區(qū)特性及其動力學模型
6．4 間隙特性及其動力學模型
6．4．1 間隙特性建模
6．4．2 齒隙的物理模型及非線性特性
6．4．3 齒隙非線性建模及數(shù)學表達式
6．4．4 齒隙特性的描述函數(shù)分析
6．4．5 間隙對控制系統(tǒng)性能的影響
6．5 摩擦特性及其動力學模型
6．5．1 摩擦的特征
6．5．2 摩擦模型的發(fā)展
6．5．3 靜摩擦對系統(tǒng)的影響
6．6 結構彈性變形及阻尼的影響
6．6．1 問題的引出
6．6．2 降低機械諧振影響的措施
6．7 消除非線性因素的常用方法
6．7．1 利用局部反饋削弱非線性因素
6．7．2 振蕩線性化習題與思考題
第7章 動態(tài)系統(tǒng)實驗建模
7．1 模型辨識的基本思想
7．1．1 模型辨識的發(fā)展和現(xiàn)狀
7．1．2 經(jīng)典模型辨識的基本思想
7．2 實域非參數(shù)模型的辨識階躍響應法
7．2．2 脈沖響應法
7．2．3 相關函數(shù)法
7．3 頻域非參數(shù)模型的辨識
7．3．1 頻率響應法
7．3．2 傳遞函數(shù)擬合習題與思考題
第8章 機電控制技術
8．1 控制系統(tǒng)性能指標
8．1．1 時域性能指標
8．1．2 頻域性能指標
8．2 一般機電控制系統(tǒng)框架
8．3 數(shù)字PID控制器設計
8．3．1 基本形式與算法
8．3．2 PID改進算法
8．4 連續(xù)控制器的離散化方法
8．4．1 脈沖響應不變法（z變換法）
8．4．2 階躍響應不變法
8．4．3 前向差分法
8．4．4 后向差分法
8．4．5 雙線性變換法
8．4．6 預修正雙線性變換法
8．4．7 零極點匹配法
8．4．8 各種離散化方法比較習題與思考題
第9章 案例分析
9．1 穩(wěn)定平臺的建模分析
9．1．1 三軸穩(wěn)定平臺的幾個概念
9．1．2 坐標系定義
9．1．3 坐標變換
9．1．4 運動學關系
9．1．5 動力學模型
9．1．6 動力學模型的簡化
9．1．7 機電模型
9．1．8 三軸模型仿真實例
9．2 穩(wěn)定平臺控制系統(tǒng)的設計指標
9．2．1 設計指標
9．2．2 隔離度定義與特性
9．2．3 穩(wěn)定平臺輸出與制導系統(tǒng)的關系
9．3 三軸穩(wěn)定平臺的經(jīng)典PID控制
9．3．1 控制機理與控制系統(tǒng)基本結構
9．3．2 各軸負載及電動機伺服控制回路模型
9．3．3 三軸平臺的經(jīng)典PID控制
參考文獻