運(yùn)動控制系統(tǒng)

目錄




第1章緒論

1．1運(yùn)動的基本概念與分類

1．2運(yùn)動控制系統(tǒng)的組成和分類

1．3運(yùn)動控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

1．4小結(jié)

習(xí)題


第2章運(yùn)動機(jī)構(gòu)分析

2．1運(yùn)動副

2．2基座固定的運(yùn)動

2．3無基座的運(yùn)動

2．3．1輪式移動機(jī)構(gòu)

2．3．2履帶式移動機(jī)構(gòu)

2．3．3混合越障式移動機(jī)構(gòu)

2．3．4腿式移動機(jī)構(gòu)

2．3．5地面爬行機(jī)構(gòu)

2．3．6爬壁機(jī)構(gòu)

2．4水下運(yùn)動

2．5空中運(yùn)動

2．6隨動運(yùn)動機(jī)構(gòu)

2．7傳動機(jī)構(gòu)

2．7．1減速方式

2．7．2滾珠絲杠

2．7．3鏈條和皮帶傳動

2．7．4多連桿機(jī)構(gòu)

2．7．5制動器

2．7．6聯(lián)軸器

2．7．7齒輪傳動

2．8運(yùn)動機(jī)構(gòu)的串并聯(lián)與開閉鏈

2．8．1開閉鏈機(jī)構(gòu)

2．8．2串聯(lián)機(jī)構(gòu)

2．8．3并聯(lián)機(jī)構(gòu)

2．9人體的骨骼運(yùn)動

2．10運(yùn)動機(jī)構(gòu)的性能

2．11量子運(yùn)動

2．12小結(jié)

習(xí)題






第3章運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)建模

3．1基本術(shù)語

3．1．1完整約束系統(tǒng)和非完整約束系統(tǒng)

3．1．2保守力和非保守力

3．1．3廣義坐標(biāo)

3．1．4剛體與柔性體

3．1．5直角坐標(biāo)系

3．1．6圓柱坐標(biāo)系

3．1．7球坐標(biāo)系

3．1．8固定坐標(biāo)系與移動坐標(biāo)系

3．2運(yùn)動學(xué)建模

3．2．1坐標(biāo)變換

3．2．2DH參數(shù)

3．2．3速度運(yùn)動學(xué)分析

3．3動力學(xué)建模

3．4倒立擺案例

3．4．1牛頓歐拉法倒立擺動力學(xué)建模

3．4．2拉格朗日方程法倒立擺動力學(xué)建模

3．4．3拉格朗日函數(shù)法倒立擺動力學(xué)建模

3．5小結(jié)

習(xí)題


第4章運(yùn)動測量傳感器

4．1測量系統(tǒng)的基本組成

4．2常用的運(yùn)動測量傳感器

4．2．1旋轉(zhuǎn)變壓器

4．2．2光電傳感器

4．2．3脈沖編碼器

4．2．4光柵

4．2．5感應(yīng)同步器

4．2．6磁尺

4．2．7限位開關(guān)

4．2．8電位計(jì)

4．3運(yùn)動的避障感知

4．3．1紅外測距傳感器

4．3．2超聲波傳感器

4．3．3激光傳感器

4．3．4圖像傳感器

4．4全局運(yùn)動檢測

4．4．1GPS定位

4．4．2陀螺儀

4．4．3電子羅盤

4．5高精密位移檢測案例

4．6小結(jié)

習(xí)題


第5章致動方式與驅(qū)動器

5．1驅(qū)動器的發(fā)展

5．2致動方式

5．3伺服電動機(jī)驅(qū)動器

5．3．1直流伺服電動機(jī)結(jié)構(gòu)

5．3．2交流伺服電動機(jī)結(jié)構(gòu)

5．3．3直線電動機(jī)結(jié)構(gòu)

5．3．4電動機(jī)的驅(qū)動放大器

5．4液壓驅(qū)動器

5．5氣壓驅(qū)動器

5．6壓電陶瓷驅(qū)動器

5．7形狀記憶合金驅(qū)動器

5．7．1形狀記憶合金驅(qū)動器模型

5．7．2形狀記憶合金絲的應(yīng)用

5．8人工肌肉驅(qū)動器

5．8．1氣動肌肉

5．8．2電活性聚合物人工肌肉

5．8．3離子交換膜金屬復(fù)合材料

5．8．4導(dǎo)電聚合物人工肌肉

5．8．5碳納米管人工肌肉

5．9小結(jié)

習(xí)題


第6章伺服電動機(jī)模型及控制策略

6．1伺服電動機(jī)控制系統(tǒng)概述

6．2直流伺服電動機(jī)的穩(wěn)態(tài)特性和控制方式

6．2．1直流伺服電動機(jī)的工作原理

6．2．2直流伺服電動機(jī)的穩(wěn)態(tài)特性

6．2．3直流伺服電動機(jī)的調(diào)速方法

6.2.4調(diào)速系統(tǒng)性能指標(biāo)

6.2.5轉(zhuǎn)速閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)

6．2．6直流伺服電動機(jī)的應(yīng)用案例

6．3旋轉(zhuǎn)磁場與交流伺服電動機(jī)控制方式

6．3．1旋轉(zhuǎn)磁場理論

6．3．2幅值控制方式

6．3．3相位控制方式

6．3．4幅值相位控制方式

6．3．5雙相控制方式

6．4交流異步伺服電動機(jī)

6．4．1交流和直流伺服電動機(jī)的性能比較

6．4．2交流異步伺服電動機(jī)的應(yīng)用案例

6．5永磁同步伺服電動機(jī)及其控制

6．5．1永磁同步伺服電動機(jī)工作原理

6．5．2永磁同步伺服電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型

6．5．3永磁同步伺服電動機(jī)的控制策略概述

6．5．4永磁同步伺服電動機(jī)的矢量控制策略分析

6．6伺服電動機(jī)發(fā)展趨勢

6．7小結(jié)

習(xí)題


第7章運(yùn)動控制算法設(shè)計(jì)與仿真

7.1運(yùn)動控制對象建模

7.1.1運(yùn)動控制對象的傳遞函數(shù)

7.1.2運(yùn)動控制對象的狀態(tài)空間

7.1.3運(yùn)動負(fù)載分析

7.2常用伺服控制策略

7.2.1運(yùn)動伺服控制策略概述

7.2.2伺服運(yùn)動控制系統(tǒng)的采樣周期

7.2.3采樣周期T對運(yùn)動控制器的影響

7.3PID控制算法剖析

7.4滑模變結(jié)構(gòu)控制基本原理

7.5永磁同步伺服電動機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

7.5.1PMSM伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)

7.5.2PMSM驅(qū)動控制設(shè)計(jì)

7.5.3PMSM控制算法設(shè)計(jì)算例

7.5.4PMSM控制系統(tǒng)仿真分析

7.6復(fù)雜運(yùn)動控制算法案例分析

7.6.1雙腿行走機(jī)器人的迭代學(xué)習(xí)運(yùn)動控制

7.6.2仿生膝關(guān)節(jié)的力矩控制算法案例分析

7.6.3倒立擺的最優(yōu)控制器設(shè)計(jì)

7.7運(yùn)動控制系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)控制聯(lián)合仿真

7.8小結(jié)

習(xí)題


第8章運(yùn)動控制器的硬件和軟件

8.1運(yùn)動控制器類型

8.1.1單片機(jī)

8.1.2PLC

8.1.3ARM

8.1.4DSP

8.1.5專用控制器

8.1.6工控機(jī)

8.1.7通用程序設(shè)計(jì)語言

8.1.8專用程序設(shè)計(jì)數(shù)控編程

8.2基于微處理器的直流伺服電動機(jī)驅(qū)動器案例

8.3基于DSP的全數(shù)字直流伺服電動機(jī)控制系統(tǒng)案例

8.4數(shù)控機(jī)床運(yùn)動控制系統(tǒng)

8.4.1數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)

8.4.2數(shù)控機(jī)床的分類

8.4.3數(shù)控機(jī)床的工作原理

8.4.4數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

8.4.5數(shù)控插補(bǔ)概述

8.4.6逐點(diǎn)比較插補(bǔ)方法

8.4.7數(shù)控機(jī)床NC編程

8.5工業(yè)機(jī)器人控制器案例

8.5.1Staubli工業(yè)機(jī)器人編程軟件

8.5.2工業(yè)機(jī)器人控制器硬件

8.6操作系統(tǒng)

8.7現(xiàn)場總線

8.7.1現(xiàn)場總線的發(fā)展現(xiàn)狀

8.7.2CAN總線簡介

8.7.3基于CAN總線的分布式跟隨運(yùn)動控制系統(tǒng)

8.8小結(jié)

習(xí)題


參考文獻(xiàn)