小型交流伺服電機控製電路設計 (日)石島勝著;薛亮,祝建俊譯 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

• 交流伺服電機
• 伺服控製
• 電機控製
• 電路設計
• 電力電子
• 嵌入式係統
• 石島勝
• 薛亮
• 祝建俊
• 工業控製

店鋪： 品讀天下齣版物專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030358158

商品編碼：29256224938

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：23.0元,便宜13.0元,摺扣63

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

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導語_點評_推薦詞

內容提要

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目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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序言

探索精密動力之源：揭秘小型交流伺服電機控製係統的設計奧秘 在日新月異的工業自動化和精密機械領域，小型交流伺服電機以其卓越的動態響應、精準的位置控製能力和可靠的運行穩定性，扮演著越來越重要的角色。從高精度機器人手臂的靈活伸展，到精密機床的微調操作，再到醫療器械的穩定運行，無不彰顯著小型交流伺服電機帶來的高效與精準。然而，要充分發揮這些電機的潛能，其背後的控製電路設計至關重要。這不僅是實現電機性能的關鍵，更是決定整個係統性能和應用範圍的基石。 本書旨在深入剖析小型交流伺服電機控製電路設計的核心原理、關鍵技術與實際應用。我們將帶領讀者一步步揭開這些精密動力之源的神秘麵紗，從最基礎的電機結構與工作原理齣發，逐步深入到復雜的控製策略與電路實現。通過對電機物理特性的理解，建立起對伺服係統動力學行為的直觀認識，為後續的控製係統設計打下堅實的基礎。 第一部分：伺服電機基礎與模型構建 我們將首先聚焦於小型交流伺服電機的基本構成與工作原理。詳細介紹永磁同步電機（PMSM）和感應電機（IM）這兩種主流的交流伺服電機類型，闡述其定子繞組、轉子結構、磁場産生機製以及它們如何協同工作以産生鏇轉力矩。重點將放在理解三相交流電如何驅動電機，以及不同類型的轉子（如永磁體轉子、籠型轉子）對電機性能的影響。 在此基礎上，我們將引入電機的數學模型。對於控製係統的設計而言，準確的數學模型是進行理論分析和仿真驗證的基石。我們將推導電機的電壓方程、磁鏈方程和力矩方程，並重點介紹在dq坐標係下的簡化模型。dq變換是一種強大的工具，它能將時變的交流量轉化為靜止的直流量，極大地簡化瞭控製算法的設計。通過理解這些模型，讀者將能夠量化地描述電機的行為，並為後續設計控製器奠定理論基礎。 第二部分：控製策略核心原理 小型交流伺服電機控製的核心在於實現精確的速度和位置控製。本部分將深入探討幾種主流的控製策略。 矢量控製（Field-Oriented Control, FOC）：作為目前最先進、應用最廣泛的伺服電機控製方法，矢量控製將電機的定子電流解耦為與磁場相關的分量（id）和與轉矩相關的分量（iq）。通過分彆控製這兩個分量，可以實現類似直流電機的獨立轉矩和磁場控製，從而獲得優異的動態性能和高效率。我們將詳細講解FOC的實現原理，包括坐標變換、電流環和磁場定嚮算法。 PID控製：盡管FOC是先進控製的核心，但比例-積分-微分（PID）控製器仍然是伺服係統中最基礎、最常用的控製器。我們將詳細介紹PID控製器的原理，包括比例（P）、積分（I）和微分（D）項的作用，以及如何根據電機模型和係統響應調整PID參數以達到最佳控製效果。雖然FOC內部會包含電流環的PI控製器，但對於速度環或位置環，標準的PID控製器仍然是重要的組成部分。 其他控製方法：除瞭FOC和PID，我們還將簡要介紹一些其他相關的控製技術，例如基於模型預測控製（MPC）的思想，以及針對特定應用場景的優化控製方法，為讀者提供更廣闊的視野。 第三部分：核心電路模塊設計與實現 精確的控製策略需要強大的硬件電路來支撐。本部分將深入探討構成小型交流伺服電機控製係統的關鍵電路模塊。 功率驅動電路（逆變器）：逆變器是連接直流電源和交流電機之間的橋梁，它負責將直流電壓轉換為具有特定頻率、幅值和相位的交流電壓，以驅動電機。我們將詳細介紹基於IGBT或MOSFET的PWM（脈衝寬度調製）逆變器設計。重點分析PWM波形的生成原理、死區時間控製、過流保護以及散熱設計等關鍵問題。我們將討論不同拓撲結構（如三相橋式逆變器）的優缺點，並提供實際電路設計中的考量因素。 測量反饋電路：為瞭實現閉環控製，必須準確地測量電機的狀態。我們將詳細介紹各種反饋信號的獲取方法。 電流檢測：電流是控製伺服電機不可或缺的反饋量。我們將講解霍爾電流傳感器、電流互感器以及電流檢測電阻等多種檢測方式，分析它們的精度、響應速度和成本效益，並介紹如何將這些模擬信號轉換為數字信號供微控製器處理。 位置/速度檢測：高精度位置和速度反饋是伺服控製的基礎。我們將詳細介紹編碼器（增量式編碼器、絕對式編碼器）的原理和接口電路設計，分析它們的分辨率、工作模式和抗乾擾能力。對於無傳感器控製（Sensorless Control），也將介紹其基本原理和相應的檢測方法（如基於反電動勢或電壓模型）。 主控單元（微控製器/DSP）：微控製器（MCU）或數字信號處理器（DSP）是伺服控製器的“大腦”，負責執行復雜的控製算法、處理反饋信號、生成PWM波形以及實現通信接口。我們將介紹選擇閤適MCU/DSP的關鍵因素，包括處理能力、定時器功能、ADC采樣率、通信協議支持（如CAN、Ethernet）以及編程開發環境。我們將重點闡述如何在MCU/DSP上高效地實現FOC算法和PID控製。 第四部分：係統集成與調試 設計完成各個模塊後，將其有效地集成並進行調試是實現高性能伺服係統的重要環節。 硬件集成：我們將指導讀者如何將功率驅動電路、測量反饋電路和主控單元有機地整閤在一起。重點關注PCB布局、電源隔離、接地設計、電磁兼容性（EMC）以及走綫優化等問題，以確保整個係統的穩定性和可靠性。 軟件開發與調試：詳細講解伺服控製軟件的設計流程，包括驅動程序的編寫、控製算法的實現、參數的配置以及故障處理機製。我們將介紹常用的調試工具和方法，如示波器、邏輯分析儀、在綫仿真調試以及軟件仿真平颱，幫助讀者快速定位和解決問題。 性能優化與故障診斷：針對實際應用中可能齣現的性能下降或故障，我們將提供係統性的分析和優化策略。例如，如何通過調整控製參數來改善動態響應、抑製震蕩，以及如何通過分析反饋信號和診斷信息來快速定位硬件或軟件故障。 第五部分：實際應用案例分析 理論結閤實踐是學習的關鍵。本部分將通過一係列實際應用案例，展示小型交流伺服電機控製電路設計的通用性和靈活性。 機器人末端執行器控製：分析如何為機器人手臂設計精確的關節控製係統，實現軌跡跟蹤和力控。 精密機床進給係統：探討如何設計高剛度和高精度的進給軸控製，滿足數控加工的需求。 自動化生産綫上的物料輸送與分揀：展示如何利用伺服係統實現高效、準確的物料搬運。 醫療設備中的微定位係統：介紹如何在對精度和安全性要求極高的醫療器械中應用伺服控製。 通過這些案例，讀者將能夠更直觀地理解前述理論知識在實際工程中的應用，並從中獲得寶貴的工程經驗。 本書力求在理論深度與實踐指導之間取得平衡，旨在為電氣工程師、自動化工程師、機械設計者以及相關領域的學生提供一份全麵而深入的參考。通過掌握本書所介紹的知識與技術，讀者將能夠獨立設計、實現和優化小型交流伺服電機控製電路，從而在工業自動化、機器人技術、精密製造等領域取得更大的突破。本書不僅是一本技術手冊，更是一扇通往精密動力控製世界的窗口，期待與您一同探索其中的無限可能。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就透著一股嚴謹和務實的勁兒，讓人覺得內容一定不會是那種浮光掠影式的介紹。我一直對嵌入式係統和自動化控製領域有著濃厚的興趣，而交流伺服電機作為實現高精度運動控製的核心部件，其控製電路的設計一直是我想深入瞭解的重點。特彆是“小型”這個限定詞，讓我覺得這本書可能更側重於一些實際的應用場景，比如在消費電子、小型機器人、或者精密儀器等領域。我希望這本書能夠提供關於如何設計一個緊湊、高效、並且成本可控的交流伺服電機控製電路的詳細指導。這可能包括對不同類型交流伺服電機的特性分析，如何根據具體應用選擇閤適的驅動器和控製器，以及一些在電路設計中需要注意的關鍵技術點，比如電流反饋、過載保護、以及與微控製器的接口設計等。我曾嘗試過一些簡單的直流電機控製，但對於交流伺服電機，其控製邏輯和電路復雜性都更高，一直希望有一本能夠係統地講解相關知識的書籍，能夠幫助我從零開始構建起對這方麵的認知。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書，我第一反應就是它可能會成為我近期學習的重點。我平時的工作涉及到一些自動化設備的維護和改造，雖然不直接參與電路設計，但理解核心控製原理對我非常有幫助。尤其是“小型交流伺服電機”，這個概念就很容易讓人聯想到各種精密、緊湊的自動化設備，比如醫療器械、光學儀器、或者一些高精度的裝配綫上的執行機構。我一直認為，掌握瞭底層控製電路的設計，纔能更深刻地理解設備的性能瓶頸和優化方嚮。我希望這本書能夠深入剖析交流伺服電機控製電路的各個組成部分，從功率級的設計到控製信號的處理，再到各種保護機製的實現。我尤其關注書中是否會提供一些具體的電路設計案例，能夠讓我看到不同應用場景下的設計思路和權衡。同時，作為一本譯著，我很看重譯者的功力，希望能有流暢、準確的中文錶達，讓我能夠無障礙地理解原著精髓。這本書的齣現，正好填補瞭我在這方麵知識體係中的一個重要空白。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的第一印象是，它真的非常“接地氣”。我平時工作中會接觸到一些工業自動化設備，但那些設備上的伺服係統往往都比較龐大和復雜，很多時候隻需要瞭解整體功能，而不需要深入到底層的電路設計。這次偶然看到這本《小型交流伺服電機控製電路設計》，立刻就聯想到瞭很多更小巧、更靈活的應用場景。想象一下，如果我們能設計齣更緊湊、更高效的伺服驅動器，是不是就能讓很多現有的設備變得更智能？比如，現在很多高端的數碼相機雲颱，或者一些微型機械臂，它們對於伺服電機的體積和控製精度要求都極高。這本書如果能提供一些關於如何在這種限製條件下，設計齣性能可靠的控製電路的思路和方法，那就太有價值瞭。我尤其關心書中是否會介紹一些針對小型化設計的元器件選擇策略，以及如何優化PCB布局以減小電磁乾擾和散熱問題。畢竟，在微型化設計中，每一個細節都可能影響到最終産品的性能和穩定性。我希望這本書不僅僅是理論的堆砌，而是能提供一些實用的案例分析或者設計流程，讓我能夠舉一反三，應用到自己的項目開發中。

評分☆☆☆☆☆

在翻閱這本書之前，我對“交流伺服電機”的認知主要停留在一些工業機器人的應用層麵，總覺得它是一個比較高端、復雜的概念，離我的日常接觸還有點距離。然而，《小型交流伺服電機控製電路設計》這個書名，特彆是“小型”兩個字，一下子拉近瞭我和這個技術的距離。我平時會關注一些DIY電子項目，比如一些智能傢居的控製模塊，或者一些桌麵級彆的3D打印機、雕刻機等。這些設備對成本和體積都有一定的要求，但同時又需要精確的運動控製，而交流伺服電機恰恰能滿足這些需求。我希望這本書能夠詳細講解如何設計一個適閤小型化設備的交流伺服電機控製電路，包括所需的關鍵電子元器件的選擇、驅動電路的設計、位置和速度的控製策略，甚至可能還包括一些基本的編碼器接口設計。如果書中能夠提供一些電路圖的示例，或者一些實際調試的技巧，那對我來說將是無價之寶。我一直認為，理論知識和實踐技能是相輔相成的，隻有將理論應用到實際的設計中，纔能真正掌握一門技術。這本書的譯者是國內比較知名的技術類譯者，這讓我對書中的內容深度和準確性充滿期待。

評分☆☆☆☆☆

這本書我拿到手有段時間瞭，一直想找個時間好好翻翻，畢竟“小型交流伺服電機控製電路設計”這個主題本身就挺吸引人的。我不是專業搞電子的，但對自動化和機器人領域一直很感興趣，伺服電機又是其中的核心部件。拿到這本書，我主要被它的“小型”和“交流”這兩個限定詞所吸引。現在很多DIY項目和小型機器人設計對體積和功耗都有嚴格要求，而交流伺服電機因為其響應速度快、控製精度高，在很多場閤比直流伺服更具優勢。石島勝這個名字我不太熟悉，但薛亮和祝建俊兩位譯者我倒是知道，他們翻譯過不少技術類書籍，譯文質量通常很有保障，這讓我對這本書的內容質量更有信心。這本書的封麵設計也比較簡潔，沒有花裏鬍哨的圖案，純粹的技術書籍風格，看起來就感覺內容會比較紮實。我希望這本書能夠幫我理解交流伺服電機的一些基礎原理，特彆是它們在小型設備上的應用，比如如何設計一個簡單但實用的控製電路，以及可能涉及到的一些關鍵元器件的選擇和布局。我腦子裏已經有很多關於小型無人機、或者是一些桌麵級自動化設備的點子，希望能從這本書中找到實現這些點子的技術支撐。