精密机械运动控制系统 pdf

时间: 2023-06-06 22:02:06 浏览: 183
精密机械运动控制系统是一个控制精度高、要求稳定性好的机械系统,可以应用于各种机械领域,如工厂生产线、医疗设备、航空航天设备等。通常,精密机械运动控制系统包含多个部件,例如传感器、执行器、运动控制器,以及电源等。 在精密机械运动控制系统中,高精度的测量和控制技术至关重要。传感器是实现高精度控制的关键部件之一,可以用于测量位置、速度、角度等物理量。执行器则可以通过电气、液压等方式控制机械运动状态,实现精密的运动控制。运动控制器是整个系统中的核心部件,通过实时控制执行器的输出,维持机械的稳定状态,并最终实现目标位置、速度等运动要求。 除了传感器、执行器和运动控制器以外,精密机械运动控制系统还需要考虑电源、通信协议等因素。例如,系统需要使用稳定的电源,以确保整个系统在长时间运行中不会出现异常。通信协议则可以用于控制和处理数据之间的传输,例如采集传感器数据、控制执行器动作等。 总之,精密机械运动控制系统应用广泛,需要考虑多种因素,包括传感器、执行器、运动控制器、电源、通信协议等。只有通过高精度测量和控制技术的应用,才能确保系统能够长时间稳定运行,为各行各业及终端用户提供高质量的产品和服务。
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精密机械运动控制 pdf

精密机械运动控制的PDF可以包括对步进电机和直流电机控制的详细介绍。步进电机作为自动化控制系统和精密机械中常用的执行元件,具有快速起停、精确步进和定位等特点,因此在工业过程控制和仪器仪表中得到广泛应用。而直流电机有刷和无刷两种类型,其中有刷直流电机技术更为成熟,起动响应速度更快,起动扭矩更大,运行更平稳,控制精度更高。而无刷直流电机是近十几年才慢慢投入商业运营的,技术相对较新。控制这两种类型的电机都是通过调压来实现的,但无刷直流电机需要数字控制才可以实现,而有刷直流电机可以使用传统的模拟电路进行控制。因此,精密机械运动控制的PDF可能会包括对这些电机控制原理、方法和技术的详细介绍。<span class="em">1</span><span class="em">2</span><span class="em">3</span> #### 引用[.reference_title] - *1* [步进电机PLC.pdf](https://download.csdn.net/download/aefbn/11254948)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_2"}}] [.reference_item style="max-width: 50%"] - *2* *3* [无刷直流电机最强科普(收藏版)](https://blog.csdn.net/hqchip/article/details/128219820)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_2"}}] [.reference_item style="max-width: 50%"] [ .reference_list ]
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目录 前言 第1章 绪论 1 1.1 机械运动控制系统的内容与分类 1 1.1.1 机械运动控制系统的定义、由来与内容 1 1.1.2 机械运动控制系统的分类 3 1.2 机械运动控制系统的应用 6 1.2.1 运动规划 6 1.2.2 多轴插补 7 1.2.3 电子齿轮与电子凸轮 8 1.2.4 比较输出与同步跟踪 8 1.2.5 精密探针位置测量 9 1.3 机械运动控制系统中的非线性及其补偿 10 1.3.1 机械运动控制系统中的连续与不连续非线性 10 1.3.2 机械运动控制系统中常见不连续非线性及其补偿 10 1.4 机械运动控制系统的发展趋势 12 第2章 运动控制系统中的机械结构 16 2.1 滑动螺旋传动与滑动导轨 16 2.1.1 滑动螺旋传动 16 2.1.2 滑动导轨 18 2.2 滚动螺旋传动与滚动导轨 21 2.2.1 滚动螺旋传动 21 2.2.2 滚动导轨 22 2.3 齿轮减速与谐波减速 24 2.3.1 齿轮减速器的型式与应用 24 2.3.2 行星齿轮减速器的传动比计算 26 2.3.3 谐波齿轮减速器 27 2.4 空气静压技术与磁浮技术 29 2.4.1 空气静压技术简介及应用 29 2.4.2 磁浮技术简介及应用 31 第3章 机械运动控制系统中的位置测量 33 3.1 光电编码器 33 3.1.1 增量式光电编码器 33 3.1.2 光电编码器的读数原理 34 3.1.3 绝对式光电编码器 34 3.2 直线光栅尺 36 3.2.1 光栅的概念 36 3.2.2 直线光栅的测量原理 36 3.2.3 直线光栅的信号处理电路 38 3.3 磁栅尺 40 3.3.1 磁栅尺的测量原理 40 3.3.2 磁栅尺的检测电路 43 3.4 激光干涉测量 44 3.5 电容式传感器 46 3.5.1 电容式传感器的工作原理 46 3.5.2 变极距式电容式传感器 47 3.5.3 变面积式电容式传感器 48 3.5.4 电容式传感器的特点 49 3.6 电感式传感器 50 3.6.1 自感式传感器 50 3.6.2 互感式(差动变压器式)传感器 53 3.6.3 涡流式传感器 54 第4章 机械运动控制系统的数学模型 56 4.1 机械运动系统的动力学方程 56 4.2 机械运动控制系统的非线性与线性化 63 4.2.1 典型的非线性系统 64 4.2.2 非线性系统的线性化 67 4.2.3 分析非线性系统的方法 73 4.3 机械运动控制系统中的运动规律设计 75 4.3.1 运动规律的相关概念 75 4.3.2 运动规律的设计 77 4.3.3 运动规律的设计实例——柔性臂残余振动的控制 81 4.4 机械运动系统的惯量等效 84 4.4.1 等效力矩和等效力的计算 85 4.4.2 等效转动惯量和等效质量的计算 85 4.4.3 电机多轴拖动系统等效动力学模型的建立 86 第5章 步进电机运动控制系统 88 5.1 步进电机的工作原理与分类 88 5.2 步进电机的运行特性与控制系统建模 91 5.2.1 静态运行特性 91 5.2.2 单脉冲运行特性 95 5.2.3 连续脉冲运行特性 99 5.3 步进电机的控制电路 105 5.3.1 单电压功率驱动电路 105 5.3.2 高低压功率驱动电路 106 5.3.3 斩波恒流驱动电路 106 5.3.4 双极性驱动电路 107 5.3.5 细分驱动电路 109 5.4 步进电机在自动测量仪器中的应用 109 5.4.1 步进电机的选择 110 5.4.2 步进电机在柴油发动机活塞环梯形角度测量仪中的应用 110 第6章 直流伺服电机运动控制系统 113 6.1 直流伺服电机的工作原理 113 6.1.1 直流伺服电机的基本结构与工作原理 113 6.1.2 直流电机的机械特性 115 6.1.3 空心杯直流伺服电机 115 6.2 直流伺服电机运动控制系统的数学模型 116 6.2.1 电枢控制直流电机的数学模型 116 6.2.2 磁场控制直流电机的数学模型 119 6.3 直流伺服电机的脉宽调制控制 119 6.3.1 脉宽调制的基本原理 120 6.3.2 不可逆脉宽调制调速系统 122 6.3.3 可逆脉宽调制调速系统 124 6.4 无刷直流电机原理 125 6.4.1 无刷直流电机的基本结构 126 6.4.2 无刷直流电机工作原理 126 6.5 直流伺服电机在足球机器人中的应用 129 6.5.1 直流伺服电机控制的一般过程 129 6.5.2 主要部件选择 129 第7章 交流伺服电机运动控制系统 133 7.1 交流伺服电机的工作原理 134 7.1.1 永磁同步电机的结构 134 7.1.2 永磁同步电机的工作原理 137 7.1.3 永磁同步电机的性能 137 7.2 交流伺服电机的运动控制基础 138 7.2.1 电压方程 139 7.2.2 转矩方程 143 7.2.3 状态方程 144 7.3 交流伺服电机的正弦脉宽调制控制 144 7.3.1 正弦脉宽调制波形与等效正弦波 145 7.3.2 产生正弦脉宽调制波形的原理 145 7.3.3 正弦脉宽调制变频器的主电路 146 7.4 交流伺服电机的矢量控制 147 7.4.1 矢量控制的基本原理 147 7.4.2 矢量变换及其实现 148 7.4.3 磁通的检测 150 7.5 交流伺服电机直接转矩控制简介 152 第8章 直线电机运动控制系统 154 8.1 直线电机的结构、工作原理及分类 155 8.1.1 直线电机的基本结构 155 8.1.2 直线电机的工作原理 158 8.1.3 直线电机的分类 162 8.2 直线电机的数学模型 165 8.2.1 直线电机的磁场分析模型 165 8.2.2 永磁式减速直线同步电机的数学模型 168 8.3 直线电机运动控制系统的典型应用 170 8.3.1 直线电机在工业与自动化中的应用 170 8.3.2 直线电机在物料输送与搬运方面的应用 173 8.3.3 直线电机在交通运输业中的应用 175 第9章 微位移运动控制系统 180 9.1 微位移运动控制的原理与应用 181 9.1.1 微位移系统的原理 181 9.1.2 微位移系统的应用 185 9.2 微位移运动系统的结构设计 186 9.2.1 柔性铰链的类型及特点 186 9.2.2 柔性铰链设计 187 9.2.3 精密微动工作台的设计及其特性分析 190 9.3 压电微位移运动控制系统的驱动电路 197 9.3.1 对压电微位移器驱动的要求 197 9.3.2 典型压电陶瓷驱动电路 197 9.4 微位移运动机构的磁滞非线性与补偿控制 201 9.4.1 磁滞非线性系统的建模 202 9.4.2 磁滞非线性系统的控制补偿方法 204 9.5 原子力显微镜的微位移运动控制系统 205 9.5.1 原子力显微镜系统 206 9.5.2 原子力显微镜与其他扫描显微镜的比较 207 第10章 数控机床的运动控制系统 209 10.1 数控机床的构型及其对运动控制的要求 209 10.1.1 数控机床的作用 209 10.1.2 数控机床的基本构成 209 10.1.3 数控机床的类型及其对运动控制的要求 210 10.2 数控机床的运动协调控制 217 10.2.1 控制轴数与联动轴数 217 10.2.2 数控机床轨迹运动控制原理 218 10.2.3 运动速度和加减速的控制 224 10.3 数控车床的运动控制系统 232 10.3.1 概述 232 10.3.2 数控车床的分类 232 10.3.3 主轴传动方式 233 10.3.4 进给运动控制系统 233 10.4 数控铣床的运动控制系统 234 10.4.1 概述 234 10.4.2 数控铣床的分类 235 10.4.3 数控铣床运动部件的布局 235 10.4.4 主传动系统 238 10.4.5 进给运动控制系统 238 第11章 操作机器人的运动控制系统 239 11.1 操作机器人的构成 239 11.1.1 操作机器人的构成 239 11.1.2 机器人机械本体的构成 240 11.1.3 操作机器人的分类 240 11.2 操作机器人运动学基础 242 11.2.1 操作机器人运动方程的表示 242 11.2.2 机械手运动方程的求解 243 11.3 操作机器人的运动控制系统 243 11.3.1 机器人运动控制系统的特点 243 11.3.2 操作机器人运动控制层次 244 11.3.3 机器人的运动控制技术 246 11.4 SCARA机器人的运动控制 249 11.4.1 SCARA机器人的控制结构 250 11.4.2 SCARA机器人的运动分析 252 11.4.3 SCARA机器人的运动方程求解 254 参考文献 257

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