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[日] 石岛胜，薛亮，祝建俊 著

图书标签:

• 交流伺服电机
• 伺服控制
• 电机驱动
• 电路设计
• 电力电子
• 嵌入式系统
• 控制工程
• 自动化
• 电机控制
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店铺： 润轩泽辕图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030358158

商品编码：15999875070

包装：平装

出版时间：2013-01-01

基本信息

书名：小型交流伺服电机控制电路设计

：36.00元

作者：(日)石岛胜,薛亮,祝建俊

出版社：科学出版社

出版日期：2013-01-01

ISBN：9787030358158

字数：225000

页码：228

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.200kg

编辑推荐

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内容提要

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《小型交流伺服电机控制电路设计》(作者石岛胜)主要介绍小型交流伺暇电机的基本特性、设计方法及应用实例。主要内容包括交流伺服电机的基本原理、构造与特征，电机驱动电路，电机控制，反馈控制电路的设计，使用单片机控制交流伺服电机，驱动交流伺服电机的三相PwM控制回路，基于软件的伺服控制器的设计，基于汇编语言实现的伺服控制器高速化，交流伺服电机的控制实验等。书后还给出了与直流电机有关的专业名词解释，对于读者理解书中的内容有很大的帮助。《小型交流伺服电机控制电路设计》内容实用性强、结构清晰合理、言筒意骸，对实际操作有很强的指导性和借鉴意义。本书适合工科院校电子、电工等相关专业的师生参考阅读，同时适合作为广大电气从业人员的参考用书。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《探索电力之舞：小型交流伺服电机精确驱动技术》 本书并非围绕“小型交流伺服电机控制电路设计”这一特定书籍展开，而是旨在深入浅出地剖析小型交流伺服电机在其应用领域中的核心驱动技术，以及与之相关的关键电路原理与设计考量。我们将目光聚焦于电机本身的电气特性、驱动所需的电子回路、以及如何通过精巧的控制策略来实现高性能的运动控制，从而为读者勾勒出一幅完整的伺服驱动技术图景。 一、 小型交流伺服电机：运动控制的精魂 在正式探讨驱动电路之前，理解小型交流伺服电机自身的运行机制至关重要。这类电机，通常指功率等级相对较低，但具备高动态响应、高精度定位能力的交流电机。它们区别于传统的感应电机，其核心在于精密的转子结构（如永磁体同步电机PMSM）和与之匹配的传感器反馈（如编码器、解析器），使得电机能够精确地感知自身的位置和速度，从而实现闭环控制。 我们将详细介绍小型交流伺服电机的基本类型，重点阐述永磁同步电机（PMSM）的工作原理。理解定子绕组的分布、磁场在空间中的形成、以及转子永磁体如何与定子旋转磁场相互作用，从而产生驱动力矩，这是后续所有控制策略的基础。此外，我们还将探讨电机的电气参数，如额定功率、额定转速、零电抗、阻抗等，这些参数直接影响着驱动电路的设计选择和性能表现。 二、 驱动电路：连接指令与动能的桥梁 驱动电路是伺服系统的心脏，它负责将来自控制器的低压、低功率指令信号，转化为驱动电机高压、大电流的脉冲信号，进而控制电机的转速和转矩。这一转化过程的效率、精度和稳定性，直接决定了伺服系统的整体性能。 我们将深入剖析目前主流的伺服驱动电路拓扑结构，重点讲解三相桥式逆变器。理解功率开关器件（如MOSFET、IGBT）的选型、驱动方式、以及它们如何通过复杂的开关序列，精确地生成三相正弦（或接近正弦）电压波形，以驱动电机。我们将详细解释PWM（脉冲宽度调制）技术在伺服驱动中的应用，分析不同PWM调制策略（如载波同步PWM、空间矢量PWM SVPWM）的原理、优缺点，以及它们如何影响电机的输出波形质量和驱动效率。 此外，安全与保护是驱动电路设计中不可忽视的环节。我们将探讨过流保护、过压保护、欠压保护、过温保护等关键保护机制的实现方式，以及它们如何确保伺服系统在异常工况下的安全运行。同时，驱动电路的散热设计、滤波设计、以及抗电磁干扰（EMI）设计也将得到充分的讨论，这些细节对于保证系统的长期稳定性和可靠性至关重要。 三、 控制策略：实现精确运动的智慧 驱动电路只是执行者，而控制策略则是大脑。如何根据外部指令，精确地控制驱动电路输出，从而实现电机期望的运动轨迹、速度和位置，是伺服控制的核心。 我们将从基础的PID（比例-积分-微分）控制理论出发，详细阐述如何将其应用于伺服电机的位置、速度和电流控制环路。理解比例增益（Kp）、积分增益（Ki）、微分增益（Kd）的物理意义，以及它们如何影响系统的响应速度、稳定性、静态误差和动态响应。我们将讨论如何通过实际测试和仿真，对PID参数进行整定，以获得最佳的控制效果。 在此基础上，我们将进一步探讨更先进的伺服控制算法。例如，模糊控制、神经网络控制等，这些算法能够在复杂或不确定环境下，提供更优的控制性能。对于永磁同步电机，场定向控制（FOC）是实现高效、精确控制的关键技术。我们将详细解析FOC的原理，包括坐标变换（Clarke变换、Park变换）、磁场定向、以及如何基于FOC算法，实现对电机电流矢量（励磁分量和转矩分量）的独立控制。这将是理解现代高性能伺服驱动技术的关键。 四、 传感器与反馈：闭环控制的眼睛与耳朵 伺服控制的“闭环”特性，意味着系统需要持续不断地获取电机的运行状态信息，并反馈给控制器。传感器就是实现这一信息获取的关键。 我们将介绍伺服系统中常用的传感器类型，重点关注编码器（增量式和绝对式）和解析器。深入分析它们的结构、工作原理、以及如何将电机的旋转角度和速度信息，转化为电信号。我们将讨论不同传感器在精度、分辨率、成本、抗干扰能力等方面的权衡，以及如何根据具体的应用需求进行选择。 此外，我们还将探讨如何对传感器信号进行处理和滤波，以提高控制系统的鲁棒性。例如，如何利用滤波器去除传感器信号中的噪声，如何通过差补、插值等技术提高位置和速度的测量精度。 五、 系统集成与应用考量：从理论到实践 最终，驱动电路、控制算法、电机本身以及传感器，需要被有机地集成到一个完整的伺服系统中，并应用于具体的工业场景。 我们将讨论伺服系统集成中常见的通信接口，如CANopen、EtherCAT、RS485等，以及它们在数据传输速率、实时性、网络拓扑结构等方面的差异。理解这些通信协议，有助于实现伺服驱动器与上位控制器之间的无缝协作。 最后，我们将结合实际应用案例，分析伺服系统在机器人、自动化生产线、数控机床、医疗设备等领域的典型应用。通过对这些案例的解读，读者可以更直观地理解伺服驱动技术的价值，以及在不同场景下，需要重点考虑的设计因素和优化方向。 本书将通过图文并茂的方式，结合丰富的实例和必要的数学推导，力求使读者能够系统地掌握小型交流伺服电机驱动技术的核心原理。我们相信，通过对本书内容的学习，读者将能够更深入地理解现代自动化和机器人技术背后的驱动力，为相关领域的学习、研究或工程实践打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我拿到这本书的时候，首先就被其厚重的质感所吸引。翻开书页，扑面而来的是一种严谨而专业的学术气息。虽然我并非初学者，但对伺服电机控制的某些细节仍然感到模糊。我希望这本书能够填补我在这方面的知识空白，尤其是在高级控制策略的探讨上。例如，针对一些动态响应要求极高的应用场景，书中是否会介绍一些更先进的控制算法，如模糊控制、自适应控制，甚至是模型预测控制？我渴望了解这些算法在伺服电机控制中的具体实现方式，以及它们与传统PID控制相比所带来的优势和劣势。另外，对于如何优化控制系统的性能，例如提高系统的稳定性和响应速度，降低能耗和振动，书中是否会提供系统性的解决方案和工程实践经验？我非常关注书中对滤波器设计、抗干扰措施以及噪声抑制等方面的论述，这些细节往往是影响实际系统性能的关键。如果书中还能包含一些针对特定工业应用（如数控机床、工业机器人、印刷设备等）的控制系统设计案例，并分析其中的难点和解决方案，那将是锦上添花。我期待这本书能够提供我所需的深度和广度，帮助我不断提升在伺服电机控制领域的专业技能。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大方，标题“小型交流伺服电机控制电路设计”立刻抓住了我的眼球。作为一名对自动化和机器人技术充满好奇心的初学者，我一直在寻找一本能够深入浅出地讲解伺服电机控制原理和实际应用的入门读物。这本书的内容对我来说，简直是及时雨。我特别期待它能在理论讲解上做到通俗易懂，避免过于晦涩的专业术语，而是通过生动的比喻和图示来阐释复杂的概念。例如，关于PID控制算法，我希望书中能用一个贴近生活的例子来解释比例、积分、微分三个参数如何协同工作，使得伺服电机能够精确地跟踪目标位置。同时，我也希望它能详细介绍不同类型交流伺服电机的特点和适用场景，比如是选择增量型还是绝对型编码器，不同功率等级的电机在实际应用中有何差异，以及如何根据具体需求进行选型。此外，控制电路的设计部分更是我关注的重点，我希望能看到清晰的原理图、元器件清单以及详细的接线说明，最好能提供一些实物搭建的案例，让初学者也能一步步跟着做出来，而不是仅仅停留在理论层面。总而言之，我希望这本书能成为我踏入伺服电机控制领域的坚实基石，带我领略其迷人的技术魅力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面上“小型交流伺服电机”这几个字，正是我正在寻找的关键字。我是一名对嵌入式系统和机电一体化感兴趣的大学生，学校的课程涉及到伺服电机的基本原理，但缺乏实践经验。我希望这本书能够从基础概念出发，逐步深入，用通俗易懂的语言解释伺服电机的基本工作原理，包括其结构、电磁特性和运动学特性。我特别期待书中能详细讲解如何使用微控制器（如Arduino、STM32等）来驱动和控制小型交流伺服电机，并提供清晰的硬件连接示意图和代码示例。我希望书中能涵盖基础的控制模式，如位置控制、速度控制和力矩控制，并解释在不同模式下如何调整控制参数以获得期望的性能。对于初学者而言，书中如果能包含一些简单的项目实践，例如用伺服电机制作一个可以精确控制角度的机械臂或者一个可以稳定跟随目标的装置，那将非常有帮助。同时，我也希望书中能提及一些在实际应用中需要注意的安全事项和常见故障排除方法，为我的实践学习提供保障。总之，我希望这本书能够成为我学习伺服电机控制的入门之匙，为我未来的学习和项目开发打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计非常精美，图片和图表的质量也很高。我购买这本书的初衷，是为了能够掌握如何从零开始设计一套完整的伺服电机控制系统。我希望书中能详细介绍伺服电机选型过程中需要考虑的关键因素，比如扭矩、转速、精度、功率以及工作环境等，并给出详细的计算公式和图表作为参考。在控制电路设计方面，我特别期待书中能够深入讲解驱动电路的组成和工作原理，例如MOSFET、IGBT等功率器件的选择与驱动，以及PWM（脉冲宽度调制）技术的应用。我希望书中能提供不同功率等级的驱动电路设计方案，并附带详细的PCB布局建议，以确保电路的稳定性和可靠性。此外，关于反馈环节，我希望能更深入地了解编码器（如光学编码器、磁性编码器）的接口和信号处理，以及如何通过这些反馈信息来实现精确的位置和速度控制。如果书中还能包含一些关于安全防护措施的设计，比如过流、过压、过温保护等，那将极大地提升设计的实用性。我期待这本书能像一位经验丰富的工程师，手把手地教我如何搭建一个高性能的伺服电机控制系统。

评分☆☆☆☆☆

我被这本书的标题所吸引，因为它似乎能够解决我在项目中所遇到的一个实际难题。我目前正在尝试为一款特定的设备开发一个小型交流伺服电机驱动器，但对于如何选择合适的微控制器以及如何编写高效的控制代码感到有些困惑。我希望这本书能够提供一些关于微控制器选型方面的指导，例如是选择基于ARM Cortex-M系列的芯片，还是其他高性能微控制器，以及如何根据电机特性和控制算法的要求来评估其性能。在软件设计方面，我尤其希望书中能够详细阐述伺服控制系统的固件开发流程，包括实时操作系统（RTOS）的应用、中断处理机制、以及如何高效地实现PID算法等。我希望书中能提供一些具体的代码示例，最好是使用C/C++语言，并且能够解释代码的逻辑和优化技巧。此外，对于如何进行系统调试和性能测试，例如如何利用示波器、逻辑分析仪等工具来观察信号、分析数据，以及如何对控制参数进行整定，我希望书中能提供详细的操作指南和常见问题解决方案。我期待这本书能成为我项目开发的得力助手，帮助我克服技术上的障碍。