小型交流伺服电机控制电路设计 [小型ACサーボ?モータの制御回路設計] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[日] 石岛 胜 著，薛亮，祝建俊 译

图书标签:

• 伺服电机
• 交流伺服电机
• 电机控制
• 电路设计
• 功率电子
• 控制电路
• 嵌入式系统
• 自动化
• 电机驱动
• 微控制器

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030358158

版次：1

商品编码：11150297

包装：平装

外文名称：小型ACサーボ?モータの制御回路設計

开本：16开

出版时间：2013-01-01

用纸：胶版纸

页数：228

字数：225000

正文语种：中文

编辑推荐

适读人群 ：工科院校电子、电工等相关专业的师生，以及广大电气从业人员
伺服电机的原理及控制方式都有说明，图文并茂，入门者的需要

内容简介

　　《小型交流伺服电机控制电路设计》主要介绍小型交流伺服电机的基本特性、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、言简意赅，对实际操作有很强的指导性和借鉴意义。
　　《小型交流伺服电机控制电路设计》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。

内页插图

目录

第1部分 基础篇
第1章 交流伺服电机的基础
1.1 本书的重点课题
1.2 本书中使用的交流伺服电机
1.2.1 代表性的交流伺服电机
1.2.2 交流伺服电机的内部构造
1.2.3 交流伺服电机的用途
1.3 电机的构造及原理
1.3.1 直流电机的基本构造
1.3.2 直流电机的转动原理
1.3.3 无刷直流电机的基本构造
1.3.4 无刷电机的旋转原理
1.4 电机的分类与直流伺服电机在分类中所处的位置
1.4.1 直流伺服电机属于旋转电机
1.4.2 交流伺服电机是有逆变器电路的交流电机
1.4.3 交流伺服电机是同步电机
1.4.4 交流伺服电机的特征
1.5 伺服是什么
1.5.1 伺服机构与伺服电机
1.5.2 直流伺服电机
1.5.3 RC伺服
1.5.4 位置检出机构
1.5.5 交流伺服电机的系统构成
第2章 交流伺服电机的构造与特征
2.1 产生旋转力的原理
2.1.1 有关磁铁的知识
2.1.2 实际的电机
2.1.3 电机的恢复转矩和平衡点
2.2 旋转力与步进驱动
2.2.1 制造旋转磁场的方法
2.2.2 使其连续的旋转
2.2.3 决定位置机构的特征
2.2.4 控制位置
2.2.5 控制速度
2.3 无刷直流电机驱动
2.3.1 让电机不停止地转动
2.3.2 不会产生失步
2.3.3 检测转子的位置
2.3.4 控制速度
2.3.5 控制位置
2.4 交流电机驱动（正弦波驱动）
2.4.1 交流伺服电机驱动（正弦波驱动）的电流分配
2.4.2 交流伺服电机驱动（正弦波驱动）的转子位置检测
2.4.3 很容易实现高旋转／高效率的电机驱动的无刷直流电机驱动
2.4.4 很难实现高旋转／高效率的电机驱动的交流伺服电机驱动
2.5 基于正弦波驱动的微步进驱动
2.5.1 三相正弦波驱动的稳定点
2.5.2 转子的步进角不总是正确的
2.5.3 抑制电机振动的效果
2.6 有刷直流电机
……

第2部分 应用篇
附录 交流／直流伺服电机驱动MCG02
专业术语解释
参考文献

前言/序言

《精密驱动：现代工业对小型交流伺服电机控制的深度解析》 在日新月异的工业自动化浪潮中，对运动控制精度和效率的要求日益严苛。小型交流伺服电机，以其高动态响应、精确的位置控制能力和可靠的运行特性，正成为现代工业精密驱动领域的核心要素。从精密制造的生产线到先进的医疗设备，再到新兴的机器人技术，这些小巧而强大的驱动单元扮演着不可或缺的角色。本书《精密驱动：现代工业对小型交流伺服电机控制的深度解析》并非专注于某个特定技术书籍的直接介绍，而是旨在为读者提供一个更为宏观、系统且深入的视角，全面剖析驱动这些小型交流伺服电机背后复杂而精妙的控制理论、硬件实现以及实际应用中的关键考量。 本书的出发点，是理解现代工业对高性能驱动解决方案的普遍需求。随着工业4.0、智能制造等概念的深入人心，生产过程的自动化、智能化程度不断提升，对每一个运动环节的精度、速度、扭矩以及响应时间都提出了前所未有的挑战。小型交流伺服电机正是为了满足这些高端需求而诞生的。它们不像传统的直流电机那样依赖碳刷，大大降低了维护成本和磨损，同时提供了更宽的调速范围和更高的能量转换效率。然而，要充分释放这些电机的潜力，一套精心设计的控制系统是必不可少的。 本书将从控制理论的基石开始，逐步深入。我们首先会探讨伺服电机控制的经典理论，例如PID（比例-积分-微分）控制算法。尽管PID控制看似简单，但其在伺服系统中的应用却蕴含着丰富的优化技巧和参数整定的智慧。我们将详细讲解如何根据电机的动态特性和负载情况，选择合适的PID参数，以实现最优的稳定性和响应速度。在此基础上，本书还会介绍更先进的控制策略，如模型预测控制（MPC）、模糊逻辑控制（FLC）以及自适应控制等。这些高级算法能够处理更复杂的非线性系统，对外部扰动具有更强的鲁棒性，并在某些特定应用场景下，提供比传统PID更优越的控制性能。我们不会止步于理论，而是会结合实际应用，分析不同控制策略在不同负载、不同动态要求下的适用性，并提供相应的实现思路。 在理论框架搭建之后，本书将重点转向硬件实现层面。控制一个交流伺服电机，绝不仅仅是编写一段软件代码那么简单。它涉及到功率器件的选择、驱动电路的设计、传感器信号的处理以及微控制器（MCU）的选型与编程。我们将深入分析功率半导体器件，例如IGBT（绝缘栅双极型晶体管）和MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）在伺服驱动器中的作用，以及如何根据电机的功率等级和工作电压，选择合适的功率器件及其驱动电路。驱动电路的设计至关重要，它直接影响到电机驱动的效率、发热以及电磁兼容性（EMC）。本书将提供多种典型的驱动电路拓扑，并分析它们的优缺点，帮助读者理解如何构建一个稳定、高效且可靠的电机驱动桥。 传感器的作用在伺服控制中同样举足轻重。为了实现精确的位置和速度控制，我们需要对电机的状态进行实时监测。编码器（Encoder）和解析器（Resolver）是两种最常用的电机位置反馈传感器。本书将详细介绍这两种传感器的原理、类型、连接方式以及它们在伺服控制系统中的数据读取与处理方法。我们将探讨如何从传感器信号中提取出高精度的位置和速度信息，并分析不同传感器类型在不同应用环境下的优劣势。 微控制器（MCU）作为伺服驱动器的大脑，其性能和功能直接决定了控制系统的复杂度和实时性。本书将介绍如何根据控制算法的复杂度、信号处理的要求以及通信接口的需求，选择合适的MCU。我们将讨论DSP（数字信号处理器）和高性能MCU在伺服控制中的优势，例如其强大的浮点运算能力、丰富的定时器资源以及高速的ADC（模数转换器）接口。同时，本书也将涉及MCU的底层编程，包括中断处理、定时器配置、ADC采样以及PWM（脉冲宽度调制）信号生成等，这些都是实现精确电机控制的基础。 除了核心的控制理论和硬件设计，本书还将关注实际应用中的一些关键问题。例如，电磁兼容性（EMC）设计是任何电子产品设计中的重要环节，伺服驱动器也不例外。我们将探讨如何通过合理的电路布局、滤波设计以及屏蔽措施，来降低伺服驱动器产生的电磁干扰，并提高其抗干扰能力，确保系统在复杂的工业环境中稳定运行。此外，热管理也是影响伺服驱动器性能和寿命的关键因素。本书将分析电机和驱动器在工作过程中产生的热量，并介绍有效的散热设计方案，如散热片、风扇以及热敏开关等。 在通信接口方面，现代伺服系统越来越倾向于采用总线通信，以实现更高效、更灵活的系统集成。本书将介绍几种主流的伺服通信协议，例如EtherNet/IP、PROFINET、SERCOS以及CANopen等。我们将分析这些通信协议的特点、通信方式以及在实际应用中的优势，帮助读者理解如何构建一个集成的自动化系统，实现多轴协调运动控制。 最后，本书还将通过典型的应用案例，来展示小型交流伺服电机控制在不同领域的实际应用。例如，在数控机床中，伺服电机需要实现高精度、高速度的轴向运动；在工业机器人手臂中，需要实现多关节的协调运动和精确的末端执行器定位；在自动化包装设备中，需要实现高速、高频率的往复运动或旋转运动。通过对这些案例的分析，读者可以更直观地理解前面所学的理论知识和设计方法，并从中获得启发，将其应用于自己的实际项目中。 总之，《精密驱动：现代工业对小型交流伺服电机控制的深度解析》将致力于为工程师、技术人员以及对伺服控制感兴趣的读者，提供一套全面、深入且实用的知识体系。它旨在帮助您深刻理解小型交流伺服电机的驱动原理，掌握先进的控制算法，精通硬件电路设计，并能够解决实际应用中遇到的各种挑战，从而在工业自动化的前沿领域，构建出更加高效、可靠、智能的运动控制解决方案。本书提供的是一种解决问题的思路和方法论，而非对某个具体产品或技术的简单罗列。

评分☆☆☆☆☆

《小型交流伺服电机控制电路设计》这个书名一下子就抓住了我的眼球，让我觉得这可能是一本能够填补市场空白的书籍。虽然市面上有很多关于伺服电机控制的教材，但专门针对“小型”交流伺服电机，并且深入到“控制电路设计”这一层面的，确实不多。我一直对集成化和模块化设计感兴趣，特别是如何将复杂的控制功能集成到小巧的硬件模块中。我希望这本书能够详细介绍如何在有限的空间内，合理地布置控制电路的各个模块，包括微控制器、驱动器、传感器接口、电源管理等。在驱动器部分，我特别关注作者如何处理小型伺服电机所面临的散热问题，以及如何通过选择合适的功率器件和优化驱动波形来提高效率和可靠性。我更看重的是书中能够提供一些实用的电路设计技巧和经验，比如如何进行元器件的选型，如何进行PCB布局和布线，以及如何进行电路的调试和测试。如果书中还能对不同类型的交流伺服电机（如永磁同步电机PMSM、感应电机IM等）在小型化设计中的差异进行分析，并给出相应的控制策略，那将是极大的加分项。我希望这本书能为我提供一个坚实的理论基础和丰富的实践指导，让我能够独立完成高质量的小型交流伺服电机控制电路设计。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字就让我觉得很有吸引力，《小型交流伺服电机控制电路设计》。我一直对微型化、高精度的电机控制技术非常感兴趣，尤其是交流伺服电机，它们在机器人、自动化设备、医疗器械等领域有着广泛的应用前景。这本书的标题直接点出了核心内容，让我非常期待能够深入了解其背后的设计原理和实现方法。我希望书中能够详细介绍交流伺服电机的工作原理，包括其独特的电磁结构、控制方式（如FOC、V/f控制等）以及常用的驱动电路拓扑。此外，对于“小型”这一特点，我非常关注其在电路设计上的权衡和优化，比如如何在高集成度下实现高效散热，如何优化功率器件的选择和布局以减小体积和重量，以及如何平衡性能与成本。如果书中能提供实际的电路图、PCB布局建议，甚至是一些具体的元器件选型指南，那将对我非常有帮助。我尤其希望作者能分享一些在小型化设计过程中遇到的挑战以及解决方案，这些实战经验往往比纯理论知识更为宝贵。这本书的受众可能是工程技术人员、高校学生，甚至是业余爱好者，我希望它能做到既有深度又不失易懂性，能够引导读者从基础概念逐步深入到复杂的控制策略。

评分☆☆☆☆☆

我之所以对《小型交流伺服电机控制电路设计》这本书产生浓厚的兴趣，是因为我正面临着一项需要集成小型交流伺服电机到现有产品中的挑战。目前市场上关于伺服电机控制的书籍不少，但很多都侧重于大型工业应用，或者过于理论化，对于如何“小型化”设计，以及在有限资源下实现高性能的交流伺服控制，缺乏系统性的指导。我非常期待这本书能够详细剖析小型交流伺服电机的特性，比如其惯量、阻尼、摩擦力等参数对控制系统的影响，以及在设计时如何根据这些特性来选择合适的控制算法和参数。我尤其希望书中能深入探讨电流环、速度环、位置环的级联控制策略，以及如何通过优化这些环路的参数来获得最佳的动态性能和静态精度。对于“控制电路设计”这一部分，我关注的重点在于如何选择合适的微控制器（MCU）或者DSP，以及如何利用其强大的计算能力和丰富的外设资源来实现复杂的控制功能。此外，书中如果能讨论到一些与电机驱动相关的安全特性，例如过流保护、过温保护、堵转检测等，这将大大增加我对这本书的信心。我希望它能提供一个扎实的基础，让我能够自信地进行相关设计。

评分☆☆☆☆☆

拿到《小型交流伺服电机控制电路设计》这本书，我的第一感觉就是它可能是一本非常实用的参考手册。我平时在做一些涉及到精密运动控制的项目时，经常会遇到选择和设计伺服电机控制电路的难题。特别是对于那些对体积和功耗有严格要求的场合，如何高效地驱动和精确控制小型交流伺服电机，确实是一门学问。我希望这本书能够提供一系列不同应用场景下的控制电路设计案例，例如用于小型机械臂、无人机云台、或者是微型医疗设备的伺服控制系统。这些案例最好能涵盖从基本的PWM信号生成，到PID算法的实现，再到更高级的动态性能优化，比如如何减少震动、提高响应速度、以及实现平滑的加减速。如果书中能够结合实际的仿真结果或者实验数据来验证设计的有效性，那就更好了。我对书中关于驱动器部分的设计也非常感兴趣，比如不同类型的功率半导体器件（MOSFET、IGBT）在小型伺服电机应用中的优缺点，以及如何设计驱动电路以保证安全可靠的运行。另外，如果作者能提及一些常用的控制芯片或者开发平台，并给出相应的接口和编程示例，那么这本书的实用价值将大大提升，能够帮助我更快地将理论知识转化为实际产品。

评分☆☆☆☆☆

读到《小型交流伺服电机控制电路设计》这个书名，我脑海里立刻浮现出许多与电子设计相关的细节。我一直对如何用最少的元件实现最精确的控制充满好奇。小型交流伺服电机，顾名思义，其体积和功率都相对较小，这意味着在设计控制电路时，对元件的集成度、功耗、以及成本都有更高的要求。我希望这本书能够在这个“小型化”的维度上提供独特的见解。例如，如何在高密度PCB上进行良好的信号隔离和电磁兼容（EMC）设计？如何选择低功耗但性能优越的驱动芯片，以及如何优化驱动电路的效率以减少发热？此外，对于控制算法方面，我非常希望书中能够介绍一些适用于小型伺服电机的轻量化控制算法，比如如何使用有限状态机或者简单的查找表来实现一些基本的功能，而无需复杂的浮点运算。当然，如果还能涉及到一些面向特定应用的定制化设计，例如针对低成本消费电子产品的控制方案，或者针对高精度传感器反馈的补偿方法，那就更加完美了。我希望这本书能成为我手中一份宝贵的“工具箱”，帮助我解决在实际项目中遇到的各种设计难题，并激发我更多的创新灵感。

评分☆☆☆☆☆

简单易懂，适合初学者观摩

评分☆☆☆☆☆

这书写的不错 内容详尽

评分☆☆☆☆☆

不错不错，很实用的一本书

评分☆☆☆☆☆

1.3 电机的构造及原理

评分☆☆☆☆☆

读书已经成为我的一种习惯，小学时最爱做的事情，就是看各种各样的闲书，从爸爸妈妈给订阅的儿童杂志，到一些文学名著，我都照单全收。即使是上中学以后，也是依然爱读书，也要在繁忙间隙让自己的心灵得到些许的休憩。拿起一本喜爱的书籍，就好像随手推开一扇窗户，欣赏窗外美丽的风景。这风景或粗犷豪放，或细腻委婉，或雄伟磅礴，或感人肺腑，令我浑然忘却了学习中的烦恼与不快，仿佛排徊在青山绿水之间，呼吸着新鲜的空气，挥着思想的翅膀，感受着生命的美好。

评分☆☆☆☆☆

还没有开始看，不过感觉图文并茂，条理清晰，很是喜欢。

评分☆☆☆☆☆

质量不错，送货速度快。

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屯书慢慢看！！！！！！！！！！！！！！！

评分☆☆☆☆☆

通俗易懂，但有些错误