伺服系統原理與設計

前言
第1章 概論
1.1 伺服系統的發展
1.2 伺服系統的應用
1.3 伺服系統的組成、控制方式及分類
1.3.1 伺服系統的組成
1.3.2 伺服系統的控制方式
1.3.3 伺服系統的分類
1.4 伺服系統的技術指標
1.5 伺服系統設計的內容和步驟
1.6 伺服系統設計方案的選擇問題

第2章 伺服系統的檢測元件與執行電機
2.1 角度（位移）的檢測
2.1.1 電位計
2.1.2 自整角機與旋轉變壓器
2.1.3 感應同步器
2.1.4 光電編碼器
2.1.5 光柵
2.1.6 磁尺
2.1.7 三自由度陀螺
2.2 角速度的檢測
2.2.1 測速發電機
2.2.2 測速電橋
2.2.3 基於脈衝信號的測速方法
2.2.4 速率陀螺
2.3 執行電機
2.3.1 直流伺服電機
2.3.2 交流非同步伺服電機
2.3.3 交流同步伺服電機
2.3.4 步進電機

第3章 伺服系統的穩態設計
3.1 設計概述
3.2 負載的分析計算
3.2.1 幾種典型負載
3.2.2 負載的折算
3.2.3 負載的綜合計算
3.3 執行元件的選擇
3.3.1 單軸傳動的電機選擇
3.3.2 多軸傳動的電機選擇
3.4 檢測裝置、信號轉換線路、放大裝置及電源線路等的設計與選擇
3.4.1 檢測裝置
3.4.2 信號轉換電路
3.4.3 放大裝置
3.4.4 電源設備等裝置

第4章 伺服系統傳遞函數的建立
4.1 直流隨動系統傳遞函數推導
4.2 採用兩相非同步電機的交流隨動系統傳遞函數推導
4.3 採用三相電動機的交流隨動系統傳遞函數推導

第5章 伺服系統的動態設計
5.1 引言
5.2 系統品質與系統特性
5.2.1 系統特性與其穩態精度的關係
5.2.2 系統特性與其過渡過程品質的關係
5.3 希望特性的繪製
5.4 串聯補償設計
5.5 負反饋補償設計
5.6 考慮降低靈敏度的設計
5.7 複合控制系統的設計
5.8 交流系統的補償設計
5.8.1 交流載頻系統對信號傳遞的要求
5.8.2 交流載頻系統補償裝置的設計

第6章 提高伺服系統品質的方法
6.1 常用的線性補償
6.1.1 串聯補償
6.1.2 順饋補償
6.1.3 負反饋補償
6.1.4 正回饋補償
6.2 複合控制與擾動間接測量補償技術
6.2.1 擾動補償的不變性原理
6.2.2 複合控制伺服系統
6.2.3 複合控制雙傳動伺服系統
6.2.4 模型跟蹤控制系統
6.2.5 擾動的間接測量補償技術
6.3 非線性補償技術在伺服系統中的應用
6.3.1 採用非線性速度阻尼
6.3.2 採用非線性積分器和非線性PI調節器
6.3.3 採用雙模或多模控制技術
6.4 幹摩擦對系統的影響及其改善
6.4.1 幹摩擦造成系統低速不平滑
6.4.2 減小低速跳動的措施
6.5 機械諧振對系統的影響及其補償
6.5.1 傳動軸彈性變形造成的機械諧振
6.5.2 消除或補償機械諧振影響的措施
6.6 傳動間隙對系統的影響及其補償
6.6.1 傳動間隙對系統性能的影響
6.6.2 消除或補償傳動間隙對系統的影響

第7章 優傳遞函數設計方法
7.1 引言
7.2 優傳遞函數
7.2.1 目標函數為J1時的優傳遞函數
7.2.2 目標函數為J2時的優傳遞函數
7.3 狀態回饋設計
7.3.1 全狀態回饋設計
7.3.2 Ⅱ型系統設計
7.3.3 部分狀態回饋設計
7.4 輸出回饋補償設計及其他

第8章 現代控制理論在伺服系統中的應用
8.1 伺服系統的滑模控制
8.1.1 二階系統開關控制舉例
8.1.2 滑動模態
8.1.3 伺服系統的滑模控制設計
8.2 重複控制原理及其應用
8.2.1 重複控制原理
8.2.2 重複控制系統的穩定性
8.2.3 重複控制系統的設計方法
8.3 基於多層前向神經網路的伺服系統逆動態控制
8.3.1 研究背景
8.3.2 非線性伺服系統逆動態模型建立
8.3.3 神經網路逆動態前饋控制
8.3.4 神經網路逆動態學習控制

第9章 數位伺服系統的設計
9.1 概述
9.1.1 數位伺服系統的組成
9.1.2 數位伺服系統的控制過程
9.1.3 數位伺服系統的設計
9.2 數位伺服系統的硬體設計與實現
9.2.1 設計和選擇系統的匯流排和主機機型
9.2.2 模擬量輸入通道的設計與實現
9.2.3 模擬量輸出通道的設計與實現
9.2.4 數位-自整角機旋轉變壓器轉換（DSCDRC）
9.2.5 自整角機旋轉變壓器-數位轉換（SDCRDC）
9.3 數位伺服系統的控制器設計與程式實現
9.3.1 數位伺服系統的控制器設計
9.3.2 數位控制器的程式實現
9.3.3 採樣頻率的選取

第10章 伺服系統設計實例
10.1 某觀測鏡直流伺服系統設計
10.1.1 設計任務與技術要求
10.1.2 系統主要元件的選擇和線路方案的制定
10.1.3 系統傳遞函數的推導
10.1.4 系統的動態設計
10.2 某光學投影變焦