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第1章 概述1

1.1伺服系统的组成1

1.2对伺服系统的基本要求2

1.3伺服系统的分类4

1.3.1按调节理论分类4

1.3.2按使用的驱动元件分类5

1.3.3按使用直流伺服电机和交流伺服电机分类5

1.3.4按进给驱动和主轴驱动分类6

1.3.5按反馈比较控制方式分类6

1.4伺服系统的发展历史与发展趋势9

1.4.1伺服系统的发展历史9

1.4.2数控伺服系统的发展趋势11

第2章 伺服控制基础知识12

2.1运算放大器的应用12

2.1.1反相比例放大器12

2.1.2反相比例加法运算放大器13

2.1.3同相比例放大器14

2.1.4积分运算放大器15

2.1.5比例积分运算放大器16

2.1.6运算放大器作为比较器使用16

2.2电力半导体器件18

2.2.1晶闸管（SCR）18

2.2.2其他电力半导体器件介绍20

第3章 伺服系统常用传感器及检测装置23

3.1概述23

3.1.1伺服系统检测装置的作用与要求23

3.1.2伺服系统检测装置的分类24

3.2旋转变压器25

3.2.1结构和工作原理25

3.2.2旋转变压器的应用26

3.3感应同步器27

3.3.1基本原理28

3.3.2结构28

3.3.3感应同步器的检测系统29

3.3.4感应同步器的特点33

3.3.5感应同步器安装使用的注意事项34

3.4脉冲编码器34

3.4.1概述34

3.4.2增量式光电脉冲编码器35

3.4.3绝对值式光电脉冲编码器40

3.5光栅43

3.5.1光栅的种类与精度43

3.5.2工作原理45

3.5.3光栅检测装置47

3.6磁栅50

3.6.1磁性标尺50

3.6.2磁头51

3.6.3检测电路53

3.7测速发电机54

3.7.1交流异步测速发电机54

3.7.2直流测速发电机55

第4章 步进电动机及其驱动控制系统57

4.1步进电动机的种类结构及其工作原理57

4.1.1反应式步进电动机57

4.1.2多段反应式步进电动机61

4.1.3混合式步进电动机61

4.2步进电动机的特性及选用63

4.2.1步进电动机的运行性能63

4.2.2步进电动机的选用68

4.3步进电动机的控制与驱动69

4.3.1步进电动机的控制方法69

4.3.2步进电动机驱动电源设计71

4.3.3步进电动机与微机的接口技术76

4.4步进电动机的控制及其程序设计78

4.4.1步进电动机控制信号的产生及标度变换78

4.4.2步进电动机的运行控制及程序设计81

4.4.3步进电动机的变速控制及程序设计84

第5章 直流伺服电动机及其速度控制97

5.1直流（DC）伺服电动机概述97

5.1.1直流伺服电动机的基本工作原理97

5.1.2直流伺服电动机的基本结构98

5.1.3直流伺服电动机的分类101

5.1.4永磁直流伺服电动机103

5.1.5对直流伺服电动机的要求及选用107

5.2直流电力拖动控制系统的基本知识112

5.2.1电力拖动系统的组成112

5.2.2他励直流电动机的起动112

5.2.3他励直流电动机的机械特性114

5.2.4他励直流电动机的人为特性115

5.2.5直流电动机的调速方法117

5.2.6直流力矩伺服电动机的特性118

5.2.7电力拖动控制系统的主要技术指标120

5.3直流电动机晶闸管供电的速度控制系统124

5.3.1具有转速负反馈的单闭环晶闸管——电动机调速系统124

5.3.2 PI调节器与无静差转速负反馈单闭环调速系统127

5.3.3晶闸管供电转速电流双闭环直流调速系统129

5.4晶体管直流脉宽（PWM）调速系统134

5.4.1脉宽调制基本原理134

5.4.2直流脉宽调速系统的控制电路145

5.4.3 H型倍频单极式开关放大器工作分析153

5.5脉宽调速系统实例159

5.5.1脉宽调制双环可逆调速系统159

5.5.2双机双轴两相推挽斩波调速系统162

第6章 交流伺服电动机及其速度控制166

6.1交流伺服电动机166

6.1.1交流伺服电动机的分类和特点166

6.1.2永磁交流伺服电动机167

6.1.3交流伺服电动机的发展动向169

6.1.4交流主轴电动机170

6.2交流电动机调速原理172

6.2.1交流调速的基本技术途径172

6.2.2异步电动机的等效电路及机械特性173

6.2.3交流变频调速系统基本分析174

6.3变频调速技术176

6.3.1变频器的分类与特点176

6.3.2晶闸管交—直—交变频器180

6.3.3脉宽调制型（PWM）变频器189

6.3.4正弦波脉宽调制（SPWM）变频器190

6.4交流电动机的矢量控制调速系统193

6.4.1概述193

6.4.2矢量变换的运算功能及原理电路194

6.4.3磁通的检测198

6.5矢量变换控制的SPWM调速系统199

6.6无整流子电动机调速系统201

6.7交流伺服系统的发展动向203

第7章 位置伺服系统204

7.1进给伺服系统的概述204

7.1.1伺服系统常用的控制方式204

7.1.2数控机床运动方式对伺服系统的要求207

7.1.3检测信号反馈比较方式208

7.2进给伺服系统分析208

7.2.1进给伺服系统的数学模型208

7.2.2进给伺服系统的动、静态性能分析210

7.2.3前馈控制212

7.2.4位置指令信号分析213

7.2.5指令值的修正214

7.3脉冲比较的进给伺服系统214

7.3.1脉冲比较式进给位置伺服系统214

7.3.2脉冲比较进给系统组成原理216

7.3.3脉冲比较电路217

7.4相位比较的进给伺服系统219

7.4.1相位伺服进给系统组成原理219

7.4.2脉冲调相器220

7.4.3鉴相器223

7.5幅值比较的进给伺服系统224

7.5.1幅值伺服系统组成原理225

7.5.2鉴幅器226

7.5.3电压—频率变换器227

7.5.4脉冲调宽式正余弦信号发生器228

7.6数据采样式进给伺服系统231

7.6.1数据采样式进给位置伺服系统231

7.6.2反馈补偿式步进电动机进给伺服系统233

第8章 直线伺服系统及新型驱动技术235

8.1直线伺服系统概述235

8.1.1直线伺服电动机的分类236

8.1.2直线伺服系统的特点237

8.2直线感应电动机238

8.2.1直线感应电动机的基本工作原理238

8.2.2直线交流伺服系统的控制方法239

8.3直线伺服系统的应用242

8.3.1直线伺服系统的原理和性能242

8.3.2直线电动机的冷却247

8.3.3直线电动机的选择247

8.4新型驱动元件248

8.4.1电滚珠丝杆248

8.4.2电磁伸缩杆249

8.4.3球电动机250

参考文献252