伺服系统与工业机器人

目?录
前言
上篇　伺服系统
第1章?伺服系统概述 2
1.1　伺服系统的定义与发展 2
1.1.1　伺服系统的定义 2
1.1.2　伺服系统的发展历史 3
1.2　伺服系统的组成 4
1.3　伺服系统的分类 5
1.3.1　按调节理论分类 5
1.3.2　按使用的驱动器件分类 7
1.3.3　按进给驱动和主轴驱动分类 8
1.3.4　按反馈比较控制方式分类 8
1.4　伺服系统的性能要求及影响其性能的
因素 11
1.4.1　伺服系统的性能要求 11
1.4.2　影响伺服系统性能的因素 13
1.5　伺服系统的应用场合及发展趋势 15
1.5.1　应用场合 15
1.5.2　发展趋势 17
习题与思考题 19
第2章　伺服电动机 20
2.1　伺服电动机概述 20
2.2　步进电动机 20
2.2.1　步进电动机的工作原理 20
2.2.2　步进电动机的特点与分类 23
2.2.3　步进电动机的主要参数 24
2.2.4　步进电动机参数举例 27
2.3　直流伺服电动机 27
2.3.1　直流伺服电动机的工作原理 27
2.3.2　直流伺服电动机的特点与分类 29
2.3.3　直流伺服电动机的主要参数 31
2.3.4　直流伺服电动机参数举例 32
2.4　交流伺服电动机 33
2.4.1　交流伺服电动机的工作原理 33
2.4.2　交流伺服电动机的特点与分类 35
2.4.3　交流伺服电动机的主要参数 36
2.4.4　交流伺服电动机参数举例 39
2.5　三大类伺服电动机的区别 40
2.6　伺服系统转动惯量及转矩的计算 41
2.6.1　负载转动惯量的计算 41
2.6.2　负载转矩的计算 43
2.6.3　伺服电动机的选用 47
2.7　伺服电动机的安全与寿命 49
习题与思考题 49
第3章?伺服驱动器 51
3.1　伺服驱动器的概述 51
3.2　交流伺服驱动器的结构与工作原理 52
3.2.1　交流伺服驱动器的结构 52
3.2.2　交流伺服驱动器的工作原理 53
3.3　交流伺服驱动器的参数与选型 60
3.3.1　交流伺服驱动器的主要参数 60
3.3.2　交流伺服驱动器的选型 60
3.4　交流伺服驱动器的接口与典型电路 61
3.4.1　操作面板 62
3.4.2　主回路接口 63
3.4.3　制动接口 63
3.4.4　IO接口 65
3.4.5?编码器接口 70
3.4.6?通信接口 72
3.4.7　典型电路 81
3.5　伺服驱动器的安全与寿命 82
习题与思考题 84
第4章?伺服系统常用测量元件 85
4.1　概述 85
4.2　编码器 85
4.2.1　编码器结构与原理 86
4.2.2　编码器的主要参数 89
4.2.3　编码器的输出信号 90
4.2.4　编码器的应用 90
4.3　旋转变压器 92
4.3.1　旋转变压器的结构 93
4.3.2　旋转变压器的工作原理 95
4.3.3　旋转变压器的主要参数 97
4.3.4　旋转变压器的输出信号及处理 98
4.3.5　旋转变压器的应用 99
4.4　光栅 101
4.4.1　光栅结构 101
4.4.2　光栅尺工作原理 101
4.4.3　光栅的辨向与信号处理 102
4.4.4　光栅的参数 103
4.4.5　光栅的应用 103
4.5　磁栅尺 105
4.5.1　磁栅的结构 105
4.5.2　磁栅的工作原理 106
4.5.3　磁栅的主要参数 107
4.5.4　磁栅的应用 108
习题与思考题 109
第5章?伺服系统的控制结构与模式 110
5.1　伺服系统的控制结构 110
5.1.1　三闭环结构 110
5.1.2　伺服系统的控制器 111
5.2　伺服系统的控制模式 112
5.2.1　转矩控制模式 112
5.2.2　速度控制模式 112
5.2.3　位置控制模式 113
5.2.4　位置/速度伺服控制模式 113
5.3　伺服系统的常见故障及产生的原因 114
5.3.1　功率电路（逆变器）类故障 115
5.3.2　硬件类故障 116
5.3.3　软件类故障 116
5.3.4　其他常见故障 116
5.4　伺服系统的常用软件 118
5.4.1　ASDA-Soft 118
5.4.2　lnoDriverShop 123
5.4.3　SINAMICS V-ASSISTANT 126
5.4.4　PANATERM 131
习题与思考题 136
第6章?伺服驱动器的参数配置 137
6.1　概述 137
6.2　位置闭环系统 138
6.2.1　位置模式控制架构 138
6.2.2　位置命令处理单元 138
6.2.3　位置控制单元 140
6.2.4　位置S型平滑器 141
6.2.5　电子齿轮比 142
6.2.6　位置模式低频抑振 142
6.3　速度闭环系统 144
6.3.1　速度模式控制架构 144
6.3.2　速度命令处理单元 144
6.3.3　速度控制单元 145
6.3.4　速度命令的平滑处理 146
6.3.5　模拟命令端比例器 147
6.3.6　共振抑制单元 147
6.4　转矩闭环系统 149
6.4.1　转矩模式控制架构 149
6.4.2　转矩命令处理单元 149
6.4.3　模拟命令端比例器 150
习题与思考题 150
第7章?伺服系统的应用 151
7.1　面向图形化的直角坐标机器人 151
7.1.1　硬件架构 151
7.1.2　软件设计 153
7.1.3　界面设计 154
7.2　电解机床 156
7.2.1　硬件架构 156
7.2.2　软件设计 159
7.2.3　界面设计 160
7.3　伺服在高压防污闪机器人上的应用 161
7.3.1　硬件架构 161
7.3.2　软件设计 165
7.3.3　界面设计 166
7.4　伺服在生产线上的应用 167
习题与思考题 168
下篇　工业机器人
第8章?工业机器人概论 170
8.1　工业机器人定义 170
8.2　工业机器人的分类 170
8.2.1　按机器人的结构坐标系特点
分