交流伺服控制系统

图书标准信息

• 作者 任志斌
• 出版社 机械工业出版社
• 出版时间 2018-06
• 版次 1
• ISBN 9787111592020
• 定价 29.80元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 184页
• 字数 287千字

【内容简介】

本书首先介绍了交流伺服控制系统及编程的基础知识，然后以实现无刷直流电动机控制、永磁同步电动机控制及异步电机控制技术为重点，介绍STM32芯片在交流伺服控制的应用。全书共七章，第1章概要介绍了交流伺服系统。第2章介绍了交流伺服控制系统基础知识，包括STM32的结构及性能、存储空间及时钟、中断系统、定时器及A/D转换器。第3章围绕电动机的控制技术方面编程需要，重点介绍了数据Q格式、电动机驱动的PWM信号、数字PI调节器、数字测速的编程实现方法。第4章针对控制系统的实现，介绍了电压空间矢量PWM（SVPWM）和旋转变换控制技术。第5-7章以STM32的控制在实际应用分别对无刷直流电动机控制器、永磁同步电动机控制及异步电动机控制技术做了详细介绍。

【目录】

前言

第1 章　伺服控制系统概述  1

　1. 1　伺服控制系统的基本概念  1

　　1. 1. 1　伺服控制系统的定义  1

　　1. 1. 2　伺服控制系统的组成  1

　　1. 1. 3　伺服控制系统性能的基本要求  1

　　1. 1. 4　伺服控制系统的种类  2

　1. 2　电气伺服控制系统的发展  2

　　1. 2. 1　电气伺服控制系统的发展过程  2

　　1. 2. 2　驱动产品概况  3

　　1. 2. 3　发展趋势  5

　1. 3　交流伺服控制系统  6

　　1. 3. 1　交流伺服控制系统的驱动方式与

应用  8

　　1. 3. 2　交流伺服控制系统的应用前景  10

　习题和思考题  11

第2 章　交流伺服控制系统基础知识  12

　2. 1　控制器芯片  12

　　2. 1. 1　STM32 系列芯片的结构及性能  12

　　2. 1. 2　STM32 的存储空间及时钟  13

　　2. 1. 3　STM32 的中断系统  21

　　2. 1. 4　STM32 的定时器  25

　　2. 1. 5　STM32 的A-D 转换器  26

　　2. 1. 6　STM32 应用举例  30

　2. 2　交流伺服控制系统功率变换电路  35

　　2. 2. 1　逆变电路  35

　　2. 2. 2　驱动电路  39

　　2. 2. 3　带有死区的PWM 波形  40

　2. 3　交流伺服电动机  41

　　2. 3. 1　同步型交流伺服电动机  41

　　2. 3. 2　感应型交流伺服电动机  41

　　2. 3. 3　两种交流伺服电动机的比较  42

　习题和思考题  42

第3 章　交流伺服控制系统中的编程

技术  45

　3. 1　定点CPU 的数据Q 格式  45

　　3. 1. 1　Q 格式说明  45

　　3. 1. 2　电动机控制中电流采样值的Q

格式处理  46

　3. 2　PI 调节器的数字实现方法  47

　　3. 2. 1　模拟PI 调节器的数字化  47

　　3. 2. 2　改进的数字PI 算法  48

　　3. 2. 3　数字PI 调节器的举例  49

　3. 3　PWM 驱动信号  52

　　3. 3. 1　三相互补的PWM 驱动  52

　　3. 3. 2　无刷直流电动机的PWM 驱动  55

　3. 4　数字测速  58

　　3. 4. 1　旋转编码器  58

　　3. 4. 2　数字测速方法的精度指标  59

　　3. 4. 3　M 法测速  60

　　3. 4. 4　T 法测速  61

　　3. 4. 5　M / T 法测速  62

　　3. 4. 6　M / T 法速度测量的实现  64

　　3. 4. 7　M / T 法例程  65

　习题和思考题  69

第4 章　电压空间矢量PWM   71

　4. 1　电压空间矢量PWM 控制技术  71

　　4. 1. 1　空间矢量的定义  71

　　4. 1. 2　电压与磁链空间矢量的关系  72

　　4. 1. 3　PWM 逆变器基本输出电压矢量  73

　　4. 1. 4　正六边形空间旋转磁场  74

　　4. 1. 5　期望电压空间矢量的合成与

实现  75

　4. 2　SVPWM 三个关键问题的解决  76

　4. 3　SVPWM 编程实例  86

　习题和思考题  91

Ⅴ　

第5 章　无刷直流电动机控制技术  92

　5. 1　无刷直流电动机的结构和工作原理  92

　　5. 1. 1　无刷直流电动机的结构  92

　　5. 1. 2　无刷直流电动机的霍尔传感器

位置检测  93

　　5. 1. 3　无刷直流电动机的工作原理  96

　　5. 1. 4　三相多槽多极对电机结构  98

　　5. 1. 5　无刷直流电动机的双闭环调速

系统  99

　5. 2　无刷直流电动机控制系统  100

　　5. 2. 1　硬件电路  100

　　5. 2. 2　控制系统程序设计  105

　　5. 2. 3　电动机起动分析  105

　　5. 2. 4　STM32 的TIM1 与TIM2 中断  106

　　5. 2. 5　具体程序  106

　　5. 2. 6　程序分析  110

　5. 3　无刷直流电动机无霍尔传感器控制

方法与实现  113

　　5. 3. 1　采用无位置传感器控制的

必要性  113

　　5. 3. 2　无刷直流电动机无位置传感器

控制方法  114

　　5. 3. 3　无刷直流电动机无位置传感器

控制原理框图  114

　　5. 3. 4　无霍尔传感器控制软件编程

设计  114

　5. 4　无刷直流电动机相序测定方法  118

　5. 5　无刷直流电动机的制动  119

　习题和思考题  121

第6 章　永磁同步电动机控制技术  122

　6. 1　永磁同步电动机控制原理  122

　　6. 1. 1　永磁同步电动机的数学模型  123

　　6. 1. 2　永磁同步电动机矢量控制原理  126

　6. 2　永磁同步电动机控制的硬件设计  127

　　6. 2. 1　永磁同步电动机驱动器的总体

硬件电路  127

　　6. 2. 2　与无刷直流电动机硬件的差别  128

　6. 3　永磁同步电动机控制的软件设计  129

　　6. 3. 1　软件设计总体结构  129

　　6. 3. 2　合成电压矢量幅值及其与d 轴

夹角的计算  133

　　6. 3. 3　电动机转子实时角度的计算  137

　　6. 3. 4　定时器中断程序分析  138

　习题和思考题  142

第7 章　异步电动机矢量控制技术  143

　7. 1　异步电动机动态数学模型  143

　　7. 1. 1　异步电动机动态数学模型的

性质  143

　　7. 1. 2　异步电动机三相原始数学模型  144

　7. 2　坐标变换控制的基本思想  148

　7. 3　坐标变换  149

　7. 4　异步电动机在两相坐标系上的动态

数学模型  152

　7. 5　异步电动机在两相坐标系上的状态

方程  155

　7. 6　异步电动机按转子磁链定向的矢量

控制系统  158

　　7. 6. 1　按转子磁链定向同步旋转坐标系

中的状态方程  159

　　7. 6. 2　按转子磁链定向矢量控制的基本

思想  160

　　7. 6. 3　按转子磁链定向矢量控制系统的

实现  161

　　7. 6. 4　磁链开环转差型矢量控制

系统———间接定向  161

　7. 7　CPU 在异步电动机矢量控制系统中的

实现  162

　　7. 7. 1　控制系统总体设计  162

　　7. 7. 2　编程分析  163

　7. 8　两个常见问题  173

　习题和思考题  180

附录　缩略语对照表  181

参考文献  184