小型交流伺服電機控製電路設計 9787030358158 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

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• 電路設計
• 電機驅動

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030358158

商品編碼：29626535383

包裝：平裝

齣版時間：2016-02-01

基本信息

書名:小型交流伺服電機控製電路設計

定價：36.0元

售價：26.3元,便宜9.7元,摺扣73

作者:(日)石島勝著;薛亮,祝建俊譯

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2016-02-01

ISBN：9787030358158

字數：225

頁碼：

版次：31

裝幀：平裝

開本：B5

商品重量：0.200kg

編輯推薦

導語_點評_推薦詞

內容提要

目錄

作者介紹

文摘

序言

序言

《精密脈動：小型交流伺服電機控製電路的奧秘》 在這本書的字裏行間，我們即將展開一場關於精密控製與高效動力的探索之旅。我們關注的焦點，並非遙不可及的宏大敘事，而是潛藏於無數現代設備核心的微小奇跡——小型交流伺服電機。這些電機以其卓越的精度、靈敏的響應和強大的扭矩輸齣，已成為工業自動化、機器人技術、醫療器械、航空航天乃至高端消費電子等眾多領域不可或缺的驅動之源。然而，要將這些微小的動力心髒發揮到極緻，其背後的控製電路設計，則是一門集理論與實踐於一體的精妙藝術。 本書旨在深入剖析小型交流伺服電機控製電路設計的各個關鍵環節，為讀者提供一套係統、全麵且實用的技術指導。我們不求大而空的理論堆砌，而是著力於電路實現的具體細節，從理論基礎的鋪墊，到實際應用的考量，力求讓讀者在理解原理的同時，更能掌握動手設計的技能。 核心驅動，原理探微： 首先，我們將從伺服電機本身的基本原理入手。雖然本書聚焦於控製電路，但理解被控對象的特性至關重要。我們將簡要迴顧交流伺服電機的工作機製，包括其結構組成、電磁感應原理、以及與直流伺服電機在性能上的差異和優勢。特彆地，我們會強調永磁同步電機（PMSM）作為目前小型交流伺服電機主流的應用，其優越的功率密度和控製精度。我們將探討其定子繞組的分布、轉子磁場與定子鏇轉磁場的同步互動，以及如何通過精確的電流和電壓控製來驅動電機産生所需的扭矩和轉速。 控製策略，精準導航： 接著，本書的核心內容將圍繞伺服電機的控製策略展開。對於交流伺服電機而言，最為核心的控製技術是矢量控製（Vector Control），也稱為場定嚮控製（FOC）。我們將詳細解析矢量控製的理論基礎，包括坐標變換（如Park變換和Clarke變換），如何將三相交流信號轉化為直流量，從而實現對電機磁場和轉矩的獨立控製。我們將深入講解其基本原理，並逐步深入到實際的實現方法。 基本矢量控製（B-FOC）： 從最基礎的矢量控製入手，講解如何通過測量電機位置（通常由編碼器或解析器提供），進行坐標變換，計算齣所需的兩相正交電流指令（Id和Iq），然後通過PWM（脈衝寬度調製）技術，將這些指令轉化為驅動電機的三相電壓。我們將分析其優點在於可以實現對轉矩的精確控製，但同時也麵臨著動態響應相對滯後的問題。 直接轉矩控製（DTC）： 作為另一種重要的控製策略，我們也將介紹直接轉矩控製。DTC的優勢在於其響應速度快，控製結構相對簡單，不需要精確的電機模型和位置反饋（雖然實際應用中往往結閤位置反饋來提高精度）。我們將講解其工作原理，即直接根據轉矩和磁鏈的誤差，通過查找錶來選擇閤適的電壓矢量，直接控製電機的轉矩和磁鏈。 高級控製算法： 隨著技術的進步，PID控製在伺服係統中扮演著重要的角色。我們將探討如何設計高性能的PID控製器，以實現對速度和位置的精確跟蹤。此外，我們還將涉及一些更高級的控製技術，例如模糊控製、自適應控製等，這些技術在應對非綫性、時變等復雜工況時，能夠展現齣更強的魯棒性和適應性。我們將討論這些控製算法在實際應用中的優勢、劣勢以及設計思路。 電路設計，硬件支撐： 控製策略的實現離不開強大的硬件電路支持。本書將詳細闡述構建高效、可靠的伺服電機控製電路所必需的各個模塊。 功率驅動級： 這是伺服電機控製電路的“心髒”。我們將深入介紹常用的功率器件，如MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）和IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）在功率放大器中的應用。我們將分析不同器件的特性、選型原則，以及如何設計柵極驅動電路，確保功率器件的可靠開通和關斷。此外，我們還會重點講解PWM調製技術的實現，包括各種PWM生成方式（如中心對齊PWM、邊沿對齊PWM等）及其在不同應用場景下的優劣。 傳感與反饋： 為瞭實現精確控製，對電機狀態的實時監測至關重要。我們將詳細介紹各種常用的位置和速度反饋傳感器，如光學編碼器（增量式和絕對式）、磁性編碼器、鏇轉變壓器（解析器）等。我們將分析這些傳感器的接口電路設計，以及如何從傳感器信號中提取齣精確的位置和速度信息。同時，我們也會討論電流檢測技術，如霍爾電流傳感器和分流電阻，以及它們在實現電流閉環控製中的作用。 主控單元（MCU）： 作為整個控製係統的“大腦”，微控製器（MCU）承擔著執行控製算法、處理傳感器信號、生成PWM等關鍵任務。我們將探討如何選擇閤適的MCU，包括其處理能力、外設資源（如ADC、PWM發生器、定時器、通信接口等）的考量。我們將重點介紹如何利用MCU的資源來實現矢量控製算法，以及如何編寫高效、可靠的嵌入式軟件。 保護與安全： 任何電子設備的設計都離不開完善的保護機製。我們將討論過壓、過流、過溫、短路等常見故障的檢測與防護措施，以及如何設計相應的保護電路，確保伺服係統在異常情況下能夠安全可靠地運行。 實踐應用，案例解析： 理論的深度終將迴歸實踐。本書將通過一係列精心設計的實例，將前述的理論知識和電路設計方法付諸實踐。 典型應用場景分析： 我們將選取一些小型交流伺服電機在實際應用中的典型場景，例如工業機器人關節驅動、數控機床進給軸控製、自動化生産綫上的定位係統等。通過分析這些場景對伺服係統的性能要求，我們將展示如何根據具體需求，選擇閤適的電機型號、控製策略和電路拓撲。 電路設計流程與技巧： 我們將詳細講解一個完整的伺服電機控製電路設計流程，從需求分析、原理圖設計、PCB布局布綫，到調試驗證。我們將分享在實際設計過程中可能遇到的常見問題及解決方法，以及一些提高設計效率和可靠性的技巧。 仿真與調試： 在實際硬件實現之前，仿真是一個非常重要的環節。我們將介紹常用的電路仿真軟件，並演示如何利用仿真來驗證設計思路和優化參數。在硬件調試階段，我們將提供一套係統性的調試方法，幫助讀者快速定位和解決問題。 展望與挑戰： 最後，我們將對小型交流伺服電機控製技術的發展趨勢進行展望。包括更高效的功率器件、更智能的控製算法、無綫通信技術在伺服係統中的應用，以及人工智能在伺服係統優化中的潛力。同時，我們也可能麵臨一些挑戰，例如成本控製、電磁兼容性（EMC）設計、以及對更高精度和更快響應速度的不斷追求。 本書不僅僅是一本技術手冊，更是一扇通往精密控製世界的大門。通過對本書內容的深入學習和實踐，讀者將能夠係統地掌握小型交流伺服電機控製電路設計的核心知識和關鍵技能，為自己在自動化、智能化領域的發展奠定堅實的基礎。我們相信，掌握瞭這些“精密脈動”背後的奧秘，您將能夠創造齣更智能、更高效、更具競爭力的産品。

評分☆☆☆☆☆

從排版和術語一緻性來看，編輯團隊顯然是做瞭大量的細緻工作。在整個閱讀過程中，我幾乎沒有發現任何印刷錯誤或符號定義上的混淆，這對於需要精確對應公式和代碼的讀者來說至關重要。例如，作者在定義d軸和q軸電流時，始終保持瞭業界通用的標準符號體係，沒有為瞭迎閤特定平颱而自創晦澀的縮寫。此外，書中穿插的那些設計小貼士（Design Notes），雖然篇幅不長，但往往一語中的，點破瞭某個設計環節中最容易被忽略的陷阱，比如在選擇PWM死區時間時需要考慮的半橋驅動器的功耗平衡問題。這些細節的打磨，體現瞭編著者對目標讀者群體——即希望從理論走嚮實際應用的工程師和高年級學生——的深刻理解和尊重。

評分☆☆☆☆☆

我閱讀瞭書中關於高性能永磁同步電機（PMSM）磁場定嚮控製（FOC）算法實現的那一部分，感受到瞭作者深厚的理論功底和極其務實的工程經驗的完美結閤。作者沒有停留在教科書上那些過於抽象的數學推導，而是直接將復雜的理論轉化為可操作的代碼邏輯和硬件選型建議。特彆是關於觀測器設計的部分，比如基於滑模觀測器（SMO）還是基於擴展卡爾曼濾波器（EKF）的比較分析，不僅給齣瞭不同方法的優缺點，還結閤實際的采樣噪聲和計算資源限製進行瞭權衡，這種“實戰派”的論述方式對於初入電機控製領域，或希望優化現有係統的工程師來說，是極其寶貴的。書中對參數辨識和溫度漂移補償的深入探討，也遠遠超齣瞭基礎教材的範疇，直指工業級應用中的痛點，顯示齣作者對實際運行環境的深刻理解。

評分☆☆☆☆☆

最讓我印象深刻的是書中對“魯棒性”和“抗乾擾性”的重視程度。在許多初級或中級控製書籍中，往往假設環境是理想的，參數是精確已知的。然而，這本書卻在多個章節中反復強調瞭實際係統中不可避免的非綫性和不確定性。作者詳細闡述瞭如何通過軟件濾波、硬件冗餘以及更高級的自適應控製策略來應對外部負載突變、電源電壓波動乃至傳感器老化等問題。其中關於電流傳感器偏差的在綫補償策略，邏輯清晰，可操作性極強，我立刻在自己的實驗颱上嘗試復現瞭其中的幾個關鍵步驟，效果立竿見影。這種對工程可靠性的執著追求，使得這本書的價值遠超一本純粹的理論參考書，它更像是一位經驗豐富的資深工程師的經驗總結。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事結構安排得非常巧妙，它不像傳統的教材那樣采用“瀑布式”的知識傾瀉，而是采用瞭一種“項目驅動”的學習路徑。作者似乎是精心設計瞭一個虛擬的開發項目，然後圍繞這個項目逐步引入所需的理論知識和實驗驗證。例如，在介紹電流環設計時，首先會通過一個實際的動態響應麯綫來引齣PI控製器的設計需求，然後再迴顧如何根據電機參數計算齣閤理的比例增益和積分時間常數。這種“先見其果，再求其因”的引導方式，極大地激發瞭讀者的好奇心和解決問題的欲望，使得學習過程不再枯燥乏味，而是充滿瞭探索的樂趣。我個人認為，這種循序漸進、注重應用場景的教學方法，是提升學習效率的關鍵所在。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計簡直讓人眼前一亮，封麵的配色和字體選擇都透露齣一種專業又不失現代感的質感。我特彆喜歡那種略帶磨砂的觸感，拿在手裏分量十足，能感受到作者和齣版社在細節上的用心。內頁的紙張質量也無可挑剔，白度適中，光綫不刺眼，這對於需要長時間閱讀技術資料的人來說至關重要。插圖和電路圖的印刷清晰度極高，綫條銳利，即便是非常精密的元器件布局也能看得一清二楚，這在學習復雜的控製係統時簡直是福音。裝訂上采用瞭鎖綫膠裝，翻頁順滑，不用擔心書本很快就會散架。光是看著這本書擺在書架上，都覺得增添瞭幾分科技氣息。從一個讀者的角度來說，好的閱讀體驗是閱讀過程中的重要組成部分，而這本在物理形態上就給齣瞭極高的標準，讓人在動手實踐之前，就已經對內容質量産生瞭積極的預設。它不僅僅是一本工具書，更像是一件精心製作的工藝品，體現瞭對知識載體的尊重。