高精度伺服控製係統 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王威立，栗文雁 著

圖書標籤:

• 伺服控製
• 高精度控製
• 運動控製
• 控製係統
• 電機控製
• 自動化
• 嵌入式係統
• 機器人
• 工業控製
• 現代控製理論

齣版社： 知識産權齣版社

ISBN：9787513040181

版次：1

商品編碼：11928296

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2016-04-01

用紙：膠版紙

頁數：152

字數：145000

正文語種：中文

編輯推薦

適讀人群 ：研究伺服控製器、控製方法的技術人員、學者
　　本書基於先進的Compax3伺服控製器建立伺服控製係統，並在此基礎上進行瞭探討和實證研究。

內容簡介

　　*一章介紹光電跟蹤係統的概念及組成，並對光電跟蹤係統中的現有伺服控製算法和控製器的發展現狀進行瞭簡要總結。第二章介紹瞭復閤控製、等效復閤控製和共軸跟蹤原理。並提齣利用ELM神經網絡對脫靶量，伺服轉颱位置、速度和加速度進行數據融閤得到目標位置、速度及加速度，構成共軸跟蹤。第三章針對ELM神經網絡運算量大和曆史時刻數據重復學習訓練，對ELM神經網絡算法進行優化，縮短瞭運算時間，運算時間大約為4.58ms，達到瞭光電跟蹤係統的實時性要求。並根據某光電跟蹤係統轉颱的實驗數據進行瞭ELM神經網絡數據融閤仿真。第四章針對實現共軸跟蹤需要的信息源，在伺服轉颱上安裝瞭角加速度傳感器。分析瞭角加速度傳感器的工作原理和模型，利用頻率測試法得到角加速度傳感器的傳遞函數，並進行滯後補償。通過實驗比較瞭在角加速度傳感器和光電位置編碼器兩種方式下，分彆得到的伺服轉颱的速度和加速度信號的優劣。第五章基於Compax3伺服控製器建立瞭光電跟蹤伺服平颱，對平颱的主要參數進行性能測試。用程序模擬瞭光電探測器的特性，並進行瞭共軸跟蹤實驗驗證。

作者簡介

　　王威立，1979年9月19日生，河南省駐馬店人，現工作於鄭州航空工業管理學院機電工程學院。2012年畢業於中國科學院長春光學精密機械與物理研究所獲博士學位。主要從事光電跟蹤與伺服控製技術的研究。

目錄

第1章 緒論
第2章 常用伺服控製方法
第3章 伺服控製係統反饋信息源
第4章 伺服控製器的發展及新技術
第5章 伺服控製新技術
第6章 總結與展望
附錄A
附錄B
附錄C
參考文獻

前言/序言

　　隨著科學技術的發展，伺服控製技術的應用越來越廣泛，對伺服控製係統的精度要求也越來越高。伺服係統的精度主要受伺服控製器和控製方法的影響，因此選擇高性能控製器和采用先進的控製算法是提高跟蹤精度的主要途徑。本書基於先進的Compax3伺服控製器建立伺服控製係統，並在此係統基礎上進行瞭探討和實驗驗證。
　　首先，簡要介紹瞭伺服控製係統的組成和基本性能要求；概述瞭伺服控製係統發展現狀和應用實例。
　　接著介紹瞭利用頻率分析方法得到被控對象數學模型的方法，並介紹瞭常用的伺服控製方法，給齣瞭代錶高精度伺服控製係統最高水平——光電跟蹤係統的各種先進控製算法。
　　介紹瞭光電編碼器、鏇轉變壓器和加速度傳感器的工作原理及其數學模型；用頻率測試法測試瞭加速度傳感器的傳遞函數，並在此基礎上對其進行瞭補償。針對角加速度計和編碼器獲取伺服控製係統被控對象運動狀態的兩種方式，並用實驗方法驗證瞭其各自的特點。
　　介紹瞭基於微處理器的伺服控製器、基於通用計算機的伺服控製闆卡、PC104伺服控製器、基於DSP的伺服控製器和Compax3伺服控製器；基於Compax3伺服控製器構建瞭伺服控製係統，並對係統進行瞭性能測試和頻率分析。
　　介紹瞭ELM神經網絡原理；提齣基於ELM神經網絡對曆史數據進行學習訓練，並根據學習訓練結果對跟隨目標及被控對象位置、速度和加速度進行數據融閤得到跟隨目標位置、速度及加速度；用8次多項式插值方法得到目標的曆史狀態，通過算法優化減少瞭ELM係統的運算量，滿足伺服控製係統的實時性要求；最後，基於某光電跟蹤係統的實驗數據進行仿真。基於Compax3伺服控製器建立光電跟蹤伺服係統，測試係統的性能，並對本書提齣的共軸跟蹤進行實驗驗證和實驗結果分析。

《精密驅動與智能製造：現代工業自動化技術解析》 在當今追求極緻效率與卓越品質的工業時代，自動化技術的進步正以前所未有的速度重塑著製造業的格局。本書旨在深入剖析現代工業自動化領域的核心技術，聚焦於驅動係統、感知技術與智能控製策略的有機融閤，為讀者呈現一幅全麵而精深的工業自動化圖景。 第一部分：驅動係統的精進與演化 本部分將從基礎理論齣發，詳細闡述各類先進驅動技術在現代工業中的應用。我們將首先迴顧傳統驅動技術的發展脈絡，如直流電機、交流感應電機等，並深入分析其工作原理、性能特點及局限性。在此基礎上，我們將重點探討高性能驅動技術，包括： 永磁同步電機（PMSM）的原理與控製： 剖析PMSM的結構優勢、電磁特性，以及基於矢量控製、直接轉矩控製等先進控製算法的實現方式。我們將詳細講解其在機器人、電動汽車、精密機床等領域的廣泛應用，並探討如何通過優化控製策略進一步提升其動態響應速度和運行精度。 步進電機的高精度定位技術： 深入研究步進電機的工作原理，從微步進、混閤驅動到閉環步進控製，全麵解析提升步進電機定位精度和穩定性的關鍵技術。我們將探討其在3D打印、自動化生産綫、光學設備等精密定位場閤的應用案例。 直流無刷電機（BLDC）的優勢與應用： 分析BLDC電機在效率、壽命、噪音等方麵的顯著優勢，並重點介紹其在無人機、電動工具、傢用電器等領域的廣泛應用。我們將探討電子換嚮技術、功率器件的選擇以及相應的控製迴路設計。 新型驅動技術的探索： 簡要介紹一些新興的驅動技術，如直綫電機、壓電電機等，分析其獨特的運動方式和在特定應用場景下的優勢，為讀者拓展技術視野。 第二部分：多維度感知與數據融閤 精準的工業自動化離不開對物理世界的全麵感知。本部分將聚焦於各類傳感器技術及其在工業自動化係統中的關鍵作用： 編碼器的精度解析與選型： 深入講解光學編碼器、磁性編碼器、鏇轉變壓器等主流編碼器的原理、精度等級、接口類型及其在運動控製中的應用。我們將分析如何根據不同的應用需求選擇閤適的編碼器，並探討提高編碼器抗乾擾能力的措施。 激光測距與視覺識彆技術的集成： 探討激光測距傳感器在距離測量、避障、定位等方麵的應用，並重點分析機器視覺技術在目標識彆、尺寸測量、缺陷檢測等方麵的強大能力。我們將演示如何將兩者進行有效融閤，實現更復雜的環境感知和任務執行。 力/力矩傳感器的應用與集成： 介紹各種類型的力/力矩傳感器，如應變片式、壓電式等，並重點闡述其在機器人抓取、裝配、人機交互等場景下的應用。我們將分析如何在控製係統中有效地集成這些傳感器，實現對力的精確反饋與控製。 慣性測量單元（IMU）在姿態估計中的作用： 深入講解加速度計、陀螺儀、磁力計等傳感器的工作原理，以及如何利用卡爾曼濾波、互補濾波等算法融閤多傳感器數據，實現高精度的姿態估計，並應用於運動平颱穩定、導航等領域。 多傳感器數據融閤的策略與挑戰： 探討不同傳感器數據的校準、同步、融閤方法，以及如何處理傳感器噪聲、不確定性和失效等問題，以構建魯棒的感知係統。 第三部分：智能控製策略與係統優化 驅動與感知技術的進步為實現更高級彆的智能控製奠定瞭基礎。本部分將深入探討先進的控製理論與算法，以及它們在工業自動化係統優化中的應用： PID控製器的高級調優與自適應控製： 詳細講解PID控製的基本原理，並著重介紹 Ziegler-Nichols 法、臨界比例度法等經典調優方法，以及如何通過模糊邏輯、神經網絡等技術實現PID控製器的自適應調整，以應對係統參數變化或外部擾動。 模型預測控製（MPC）的應用： 介紹MPC的原理，包括建立係統模型、預測未來輸齣、求解優化問題等。我們將重點探討MPC在多變量係統、約束優化等復雜控製場景下的優勢，例如在連續化工過程、復雜機器人路徑規劃中的應用。 模糊邏輯與神經網絡在智能控製中的應用： 闡述模糊邏輯控製器如何通過模糊規則實現對非綫性、不確定係統的控製，以及神經網絡在學習復雜映射關係、模式識彆和自學習控製中的作用。我們將通過實例展示如何構建模糊-神經網絡混閤控製係統。 強化學習在自主決策中的潛力： 介紹強化學習的基本概念，包括智能體、環境、狀態、動作、奬勵等，並探討其在機器人路徑規劃、工業過程優化、故障診斷等自主決策任務中的應用前景。 係統辨識與參數估計： 探討如何通過實驗數據對工業係統進行辨識，建立精確的數學模型，為控製器設計和性能優化提供基礎。我們將介紹迴歸分析、神經網絡辨識等常用方法。 故障診斷與容錯控製： 分析常見的工業係統故障類型，介紹基於模型、基於數據和基於人工智能的故障診斷方法。進一步探討如何設計容錯控製策略，使係統在部分組件失效時仍能安全穩定地運行。 第四部分：集成應用與未來展望 本部分將通過實際案例，展示上述各項技術如何融閤成完整的工業自動化解決方案，並展望該領域的未來發展趨勢。 智能製造中的機器人係統集成： 結閤具體案例，闡述如何將高性能驅動、精密傳感器與先進控製算法集成到工業機器人中，實現高精度搬運、裝配、焊接等任務。 自動化生産綫的協同控製： 探討如何在自動化生産綫中實現多颱設備之間的協同工作，通過信息共享和智能調度，最大化生産效率和靈活性。 工業物聯網（IIoT）與數字化轉型： 分析IIoT如何連接物理世界的設備與數字世界，實現數據的采集、分析和應用，驅動工業生産的智能化和精益化。 人機協作的未來： 探討人與自動化係統之間的和諧共存與高效協作，展望未來人機協同在復雜任務中的應用。 麵嚮未來的技術趨勢： 展望人工智能、邊緣計算、數字孿生等前沿技術在工業自動化領域的進一步發展與應用。 《精密驅動與智能製造：現代工業自動化技術解析》力求為工程師、研究人員、學生以及對現代工業自動化感興趣的讀者提供一個全麵、深入且具有實踐指導意義的技術參考。本書內容緊密結閤行業發展前沿，理論與實踐並重，旨在幫助讀者掌握推動工業自動化邁嚮新高度的核心技術。

評分☆☆☆☆☆

《高精度伺服控製係統》這本書，我隻能用“相見恨晚”來形容。我在伺服控製領域摸爬滾打多年，也看過不少相關書籍，但總覺得差那麼一點意思。而這本書，恰恰填補瞭我知識體係中的空白。它在介紹伺服係統硬件組成時，非常注重各個部件之間的相互關係和影響。比如，在講解減速機對伺服係統性能的影響時，它詳細分析瞭齒隙、傳動剛度等因素對控製精度的製約作用，並提供瞭減小這些影響的方法，如采用高精度行星減速機，或者通過軟件補償來抵消機械誤差。我一直對伺服係統的動態性能優化非常感興趣，而這本書在這個方麵的內容尤為精彩。它不僅講解瞭如何通過調整PID參數來改善係統的響應速度和穩定性，還深入探討瞭前饋控製、擾動觀測器等高級控製策略的應用，這些策略能夠顯著提高伺服係統在麵對外部擾動時的魯棒性和跟蹤精度。我尤其對書中關於“軟件陷波”和“虛擬軸”的概念印象深刻，這對於實現復雜運動軌跡的平滑控製非常有幫助。總的來說，這本書給我帶來的不僅僅是知識，更是一種解決問題的思路和方法。

評分☆☆☆☆☆

這本書的理論深度和廣度都達到瞭一個很高的水準，我個人覺得是獻給有一定基礎的讀者的一份厚禮。在深入講解PID控製的改進算法時，它並沒有止步於經典的積分抗飽和和微分先行，而是進一步介紹瞭如模糊PID、自適應PID等更高級的算法，並詳細闡述瞭它們在提高係統魯棒性和動態性能方麵的優勢。我尤其對書中關於模型預測控製（MPC）在伺服係統中的應用的章節感到非常興奮。MPC能夠利用被控對象的模型來預測未來的係統行為，並在此基礎上優化控製器的輸齣，這使得它在處理多變量、約束條件和非綫性係統時具有獨特的優勢。書中通過具體的例子，展示瞭如何將MPC應用於多軸聯動控製，實現高精度的同步運動和軌跡跟蹤，這對於我目前正在進行的項目來說，具有非常重要的參考價值。此外，書中關於伺服係統調試和故障診斷的部分也寫得非常細緻。它列舉瞭常見的伺服係統故障現象，並提供瞭係統性的排查方法和解決方案，這對於一綫工程師來說，無疑是一本寶貴的“工具書”。

評分☆☆☆☆☆

這本《高精度伺服控製係統》絕對是我近期閱讀中，最讓我感到“值迴票價”的一本。坦白說，一開始我被它的書名吸引，但真正讓我愛不釋手的是它那種嚴謹又不失趣味的寫作風格。作者在講解基本概念時，循序漸進，邏輯清晰，完全沒有那種讓人望而卻步的晦澀感。比如，在介紹PID控製時，我一直覺得它隻是一個黑盒子，但這本書通過詳細的數學模型和直觀的圖示，把比例、積分、微分三個參數的作用解釋得明明白白，讓我深刻理解瞭它們是如何影響係統的動態響應的。我特彆喜歡的是書中對實際應用場景的詳盡描述。它不僅僅停留在理論層麵，更是結閤瞭許多工業界最前沿的應用案例。比如，書中對工業機器人手臂的運動控製分析，讓我看到瞭伺服係統在多關節協同運動中是如何工作的，每一個關節的精確同步和協調，都離不開背後強大的伺服控製算法。另外，我也對書中關於噪聲抑製和抗乾擾的章節印象深刻。在實際的工業環境中，電磁乾擾和傳感器噪聲是不可避免的問題，而這本書詳細介紹瞭如何通過濾波、補償等技術來提高係統的魯棒性，這對於任何一個實際的工程項目來說都至關重要。我還注意到，書中對一些高級控製策略，如模糊邏輯控製和神經網絡控製，也進行瞭深入的探討，這為我進一步研究和探索更復雜的控製問題提供瞭寶貴的思路。

評分☆☆☆☆☆

對於我這種對工程細節要求極高的人來說，《高精度伺服控製係統》這本書簡直是量身定做的。它在講解伺服係統的硬件選型時，不僅僅是簡單地列齣參數，而是深入分析瞭不同參數之間的權衡和取捨。例如，在討論電機類型時，它詳細對比瞭不同永磁材料（如釹鐵硼、釤鈷）對電機性能的影響，以及它們在不同溫度和工作環境下的穩定性。我特彆關注書中關於編碼器接口和通信協議的部分。現在很多伺服係統都采用串行通信接口，如SSI、BiSS、EnDat等。這本書詳細解釋瞭這些接口的工作原理，以及如何根據不同的應用場景選擇最閤適的接口類型，並提供瞭相關的通信時序圖和數據格式解析。這對於我理解和調試伺服係統與其他設備的互聯互通非常有幫助。此外，書中關於伺服係統參數的存儲和管理，以及固件升級和維護的章節，也為我提供瞭一些實用的操作技巧，讓我能夠更從容地應對生産綫上的各種問題。

評分☆☆☆☆☆

讀完《高精度伺服控製係統》這本書，我最大的感受就是它的“乾貨”太多瞭！不像有些技術書籍，隻講理論，不落地，這本書的內容都是直接解決實際問題的。例如，在講解伺服驅動器的選型和配置時，書中不僅介紹瞭不同類型的驅動器（如脈衝型、總綫型）的特點，還詳細說明瞭如何根據負載特性、精度要求、響應速度等因素進行閤理的選擇。我特彆欣賞書中關於電機選型和匹配的內容，它詳細闡述瞭永磁同步電機、直流無刷電機等不同類型電機的優缺點，以及如何在實際應用中根據具體工況來選擇最閤適的電機，並給齣瞭電機參數與驅動器參數匹配的計算方法和注意事項。此外，書中關於編碼器和傳感器的部分也讓我大開眼界。以前我隻知道編碼器是用來測量位置的，但這本書詳細介紹瞭增量式編碼器、絕對式編碼器、正餘弦編碼器等不同類型的工作原理，以及它們在精度、分辨率、抗乾擾能力等方麵的差異。特彆是關於多圈絕對式編碼器的講解，讓我對它在工業自動化中的廣泛應用有瞭更深的認識。這本書的實用性，遠超我的預期。

評分☆☆☆☆☆

《高精度伺服控製係統》這本書，最大的亮點在於它將復雜的理論知識與生動的實踐案例完美地結閤在瞭一起。在我看來，它不僅僅是一本教科書，更像是一位經驗豐富的導師，在一步步地引導讀者理解和掌握伺服控製的精髓。我尤其喜歡書中關於伺服係統噪聲抑製和乾擾消除的章節。在實際的工業應用中，由於環境復雜，電磁乾擾、電源波動等都會對伺服係統的精度産生嚴重影響。這本書詳細介紹瞭各種濾波技術，如低通濾波、陷波濾波、卡爾曼濾波等，並深入分析瞭它們在抑製不同類型噪聲方麵的效果。同時，它還探討瞭如何通過改進硬件設計、接地方式以及采用屏蔽綫纜等方法來減少外部乾擾。我甚至在書中看到瞭關於如何利用信號處理技術來補償傳感器自身的噪聲和誤差，這讓我對伺服係統的魯棒性有瞭更深的認識。這本書對於我解決實際工程中的一些棘手問題，提供瞭非常有效的指導。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，《高精度伺服控製係統》這本書的某些章節，比如關於非綫性控製理論的應用，對於我來說確實是一個巨大的挑戰。但是，正是這種挑戰，讓我看到瞭它作為一本高水平技術讀物的價值。書中在介紹非綫性控製技術時，並沒有迴避其復雜性，而是通過清晰的數學推導和圖示，一步步地引導讀者理解其背後的原理。我尤其對書中關於滑模控製和反饋綫性化在伺服係統中的應用的討論印象深刻。這些控製方法能夠有效地處理係統中的非綫性因素，實現更優的控製效果。盡管我目前還沒有完全掌握這些高級技術，但這本書為我打開瞭一扇全新的大門，讓我看到瞭伺服控製技術發展的無限可能。同時，我也注意到書中在探討伺服係統安全性和可靠性方麵的內容，比如故障預警、冗餘設計等，這對於那些對安全要求極高的應用場景，如航空航天、醫療設備等，具有非常重要的參考意義。

評分☆☆☆☆☆

我一直在尋找一本能夠全麵、深入地介紹伺服控製技術的書籍，而《高精度伺服控製係統》恰恰滿足瞭我的需求。這本書的內容非常豐富，涵蓋瞭從基礎理論到前沿技術的方方麵麵。我尤其欣賞書中關於伺服係統性能評估和優化的章節。它詳細介紹瞭各種性能指標的定義和計算方法，如動態響應、穩態精度、抗擾能力、能量效率等，並提供瞭係統性的優化策略。例如，在討論提高伺服係統能量效率時，書中介紹瞭如何通過閤理的軌跡規劃、電機選型以及能量再生技術來降低能耗，這對於當前追求綠色節能的工業生産來說，具有重要的現實意義。此外，書中還對伺服係統在不同行業領域的應用進行瞭廣泛的介紹，比如在半導體製造設備中的高精度定位、在印刷設備中的同步控製、在新能源汽車驅動係統中的應用等，這些案例讓我對伺服控製技術的應用潛力有瞭更直觀的認識。這本書無疑是一本值得反復研讀的經典之作。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就很有吸引力，采用瞭深邃的藍色背景，上麵是簡潔有力的書名，配上一些科技感的綫條和圖標，讓人一看就覺得專業。我一直對精密機械和自動化控製很感興趣，尤其是伺服係統，它在工業生産、機器人技術，甚至航空航天領域都扮演著至關重要的角色。當我看到這本書的書名《高精度伺服控製係統》時，我的第一反應就是，這絕對是我一直在尋找的那本。我希望它能深入淺齣地講解伺服控製的核心原理，比如PID控製算法的原理、如何進行參數整定、不同類型伺服電機（直流、交流、步進）的特點和應用，以及相關的傳感器技術，如編碼器、測速電機等。同時，我也期待書中能夠包含一些實際的案例分析，讓我能夠看到這些理論知識是如何在實際工程中應用的，比如在數控機床上如何實現高精度的位置控製，在工業機器人手臂上如何實現平穩流暢的軌跡跟蹤。更進一步，我希望書中能夠探討一些前沿的技術，例如基於模型預測控製（MPC）的伺服係統，或者利用深度學習進行自適應控製。當然，對於初學者來說，清晰的圖示和詳細的數學推導是必不可少的，我希望這本書在這方麵做得足夠好，能夠讓我這個領域的新手也能看得懂。總而言之，我對這本書充滿瞭期待，希望它能為我打開一扇通往高精度伺服控製世界的大門。

評分☆☆☆☆☆

剛拿到《高精度伺服控製係統》這本書，就被它厚重的分量和精美的裝幀所吸引。翻開目錄，發現內容涵蓋得非常全麵，從最基礎的伺服係統組成原理，到各種控製算法的理論推導，再到實際應用中的故障診斷和優化，幾乎你想到的、或者沒想到的，書裏都有提及。我尤其關注的是書中關於模型辨識和參數整定的部分。在實際工程中，如何精確地建立被控對象的數學模型，並且根據模型的特性來設計最優的控製器參數，一直是睏擾很多工程師的難題。我希望這本書能夠提供係統性的方法和詳細的步驟，幫助讀者解決這一痛點。比如，它可能講解如何利用頻率響應分析法、階躍響應法等來辨識模型參數，以及如何利用Ziegler-Nichols整定法、自動搜索算法等來優化PID參數，甚至探討如何利用遺傳算法、粒子群優化等智能算法來尋找全局最優解。此外，我也期待書中能夠涉及一些關於伺服係統性能指標的詳細介紹，比如穩態誤差、動態響應時間、超調量、抗擾能力等等，並且給齣如何通過調整控製策略來優化這些指標的方法。這本書的齣現，無疑為我深入理解和掌握伺服控製技術提供瞭堅實的理論基礎和豐富的實踐指導。