本書以機電一體化系統(tǒng)中常見的有刷直流電機和步進電機為研究對象,以它們的結(jié)構(gòu)和特性為切入點,講解如何使用電路進行驅(qū)動、如何使用微控制器和傳感器構(gòu)建電機控制單元、如何對完成的系統(tǒng)進行測評!禕R》 全書分3個部分,共13章。主要內(nèi)容包括電機的分類與用途、電機是如何旋轉(zhuǎn)的、常見小型電機介紹,有刷直流電機的等效電路、有刷直流電機的驅(qū)動電路、有刷直流電機的轉(zhuǎn)速控制、有刷直流電機的位置控制、反饋控制的理論與實際,步進電機的結(jié)構(gòu)和特性、步進電機的旋轉(zhuǎn)方式、步進電機的驅(qū)動電路、步進電機的特性測量、實驗用脈沖發(fā)生器的制作。
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目錄
第1部分 了解電機
第1章 電機的分類與用途——本書介紹的電機及其應(yīng)用
1.1 執(zhí)行機構(gòu)與電機 002
1.2 直流電機應(yīng)用 004
第2章 電機是如何旋轉(zhuǎn)的——從電磁力到旋轉(zhuǎn)運動
2.1 使電機旋轉(zhuǎn)的力 018
2.2 產(chǎn)生磁場的磁體 019
2.3 旋轉(zhuǎn)的機理 025
第3章 常見小型電機介紹——有刷電機、無刷電機、步進電機、交流電機
3.1 有刷直流電機 031
3.2 無刷直流電機 037
3.3 步進電機 041
3.4 交流電機 044
第2部分 有刷直流電機控制技術(shù)
第4章 有刷直流電機的等效電路——用電子零件置換電機中的機械零件
4.1 電機詳解 050
4.2 求解等效電路 053
第5章 有刷直流電機的驅(qū)動電路——啟停、正反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速控制
5.1 啟?刂 064
5.2 正反轉(zhuǎn)控制 068
5.3 轉(zhuǎn)速控制 070
第6章 有刷直流電機的轉(zhuǎn)速控制——用微控制器和傳感器實現(xiàn)自動控制
6.1 轉(zhuǎn)速自動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 075
6.2 微控制器及其開發(fā)環(huán)境 076
6.3 帶傳感器的電機和電機驅(qū)動器的選型 077
6.4 包含控制電路和驅(qū)動電路的基板的制作 078
6.5 基于比例控制的速度控制電路設(shè)計 080
6.6 比例控制程序概要和寫入 084
6.7 比例控制的性能 086
6.8 減小期望值與實際轉(zhuǎn)速之差的比例積分控制 088
6.9 用于控制參數(shù)設(shè)置的外部設(shè)置器的制作 088
6.10 基于比例積分控制的速度控制電路設(shè)計 089
6.11 比例積分控制程序 092
6.12 比例積分控制的速度控制特性 094
6.13 想要換成額定電壓不同的電機時 094
6.14 想要提高轉(zhuǎn)速時 097
6.15 想要使用輸出脈沖數(shù)少的便宜編碼器時 098
附錄 自制電機特性評估裝置 099
第7章 有刷直流電機的位置控制——恰好停在目標位置
7.1 進行位置控制的系統(tǒng) 107
7.2 實驗裝置 108
7.3 位置控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 110
7.4 控制程序 113
7.5 實驗裝置的位置控制特性 115
第8章 反饋控制的理論與實際——以更穩(wěn)定且高速的響應(yīng)為目標
8.1 將組成電機控制系統(tǒng)的各要素模型化 120
8.2 對模型化后的要素進行組合 126
8.3 利用了模型化的預(yù)測和實測 128
8.4 一階滯后近似的速度控制系統(tǒng)的仿真 131
8.5 包含了電樞電感的二階滯后的傳遞函數(shù) 133
8.6 二階滯后的速度控制系統(tǒng)的仿真 134
8.7 實用控制電路的傳遞函數(shù) 136
附錄 利用免費的電路仿真器PSpice評估版的控制系統(tǒng)分析 139
第3 部分 步進電機控制技術(shù)
第9章 步進電機的結(jié)構(gòu)和特性——步進電機是如何旋轉(zhuǎn)的?
9.1 結(jié)構(gòu)和工作原理 146
9.2 基本特性 155
第10章 步進電機的旋轉(zhuǎn)方式——二相、三相、五相電機的勵磁方式
10.1 二相步進電機 160
10.2 三相步進電機 163
10.3 五相步進電機 167
10.4 微步驅(qū)動,平滑旋轉(zhuǎn) 170
第11章 步進電機的驅(qū)動電路——關(guān)鍵因素和具體實例
11.1 驅(qū)動電路的關(guān)鍵因素 173
11.2 驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)和工作原理 176
11.3 整步、1/2步、1/4步驅(qū)動的工作波形 182
第12章 步進電機的特性測量——二相HB式步進電機的響應(yīng)特性和角度誤差
12.1 階躍響應(yīng)特性 184
12.2 速度-轉(zhuǎn)矩特性 186
12.3 靜止角度誤差 188
第13章 實驗用脈沖發(fā)生器的制作——一勞永逸地構(gòu)建實驗環(huán)境
13.1 脈沖發(fā)生器的功能 191
13.2 軟件和硬件 194
13.3 實際測試 201
13.4 針對步進電機的測試功能 202
13.5 針對直流電機的測試功能 207