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目 录1

第一章概 论1

1-1发展简况1

1-2伺服系统的组成及其基本特征2

第二章伺服系统的测速与测角（位移）7

2-1概述7

2-2角速度的检测7

1．测速发电机8

2．测速电桥10

3．光电测速盘12

4．速率陀螺13

2-3用典型元件测角（位移）15

1．电位计15

2．差动变压器和微同步器16

3．自整角机与旋转变压器19

4．感应同步器20

5．三自由度陀螺21

2-4双通道测角线路22

1．圆锥扫描25

2-5扫描测量25

2．扇形扫描29

2-6脉冲比较测角（位移）32

习题34

第三章伺服系统的信号转换电路35

3-1伺服系统中常见的信号转换电路的类型35

3-2相敏整流线路36

1．开关式相敏整流线路36

2．差动式相敏解调线路41

3．用模拟乘法器作相敏解调42

4．采样保持式相敏整流线路43

3-3振幅调制线路44

1．开关式振幅调制线路44

2．差动式振幅调制线路46

3．模拟乘法器作振幅调制器47

3-4相位调制线路47

3-5脉冲宽度调制（PWM）线路47

3-6电压—频率转换（V/F）线路50

3-7频率—电压转换（F/V）线路52

习题56

第四章伺服系统的特性及提高系统品质的方法57

4-1系统品质与系统特性57

1．系统特性与稳态精度的关系58

2．系统特性与其过渡过程品质的关系60

4-2串联补偿63

1．串联补偿的作用63

2．常用串联补偿电路64

1．用负反馈补偿重新配置极点73

4-3负反馈补偿73

2．负反馈补偿可以抑制干扰74

3．负反馈补偿可以降低系统对自身特性和参数变化的灵敏度75

4-4前馈补偿——复合控制系统86

1．复合控制与扰动补偿86

2．不变性原理89

3．复合控制双传动系统91

4．模型跟踪控制系统92

4-5顺馈补偿93

1．反馈联接95

4-6选择性反馈或顺馈补偿95

2．选择性顺馈联接98

3．中间联接99

4-7正反馈的应用99

4-8非线性补偿100

1．采用非线性速度阻尼的系统100

2．采用非线性积分器103

3．采用双模或多模控制技术104

习题105

5-1设计概述108

第五章 系统的稳态设计108

5-2负载的分析计算111

1．几种典型负载111

2．负载的折算113

3．负载的综合计算116

5-3执行元件的选择122

1．单轴传动的电机选择122

2．一般高速执行电机的选择127

5-4检测装置、信号转换线路、放大装置及电源线路等的设计与选择135

1．检测装置的选择与设计136

2．信号选择电路的设计141

4．电源设备等装置的设计144

5-5利用铭牌数据和经验公式推导系统的传递函数145

1．直流随动系统的传递函数推导举例145

3．放大装置的设计147

2．用两相异步电机的交流随动系统的传递函数推导149

3．直流调速系统传递函数推导152

习题154

6-1 引言155

第六章设计补偿装置的对数频率法155

6-2希望特性的绘制156

6-3补偿装置的设计163

1．串联补偿装置的设计163

2．负反馈补偿的设计165

6-4考虑降低灵度的设计169

1．系统灵敏度函数的频域表示170

2．按灵敏度要求设计补偿装置172

3．多反馈回路的设计173

1．前馈补偿的设计177

6-5前馈补偿和负载扰动补偿的设计177

2．负载扰动补偿179

6-6利用描述函数设计某些非线性系统182

习题186

第七章交流载频系统的设计188

7-1交流载频系统概述188

7-2零相角条件与等效传递函数190

1．零相角条件的表达式191

2．等效传递函数193

1．“谐振”补偿电路的设计计算197

7-3交流补偿装置的设计197

2．“开关”补偿电路的设计计算214

3．交流反馈补偿电路简介220

习题222

第八章最优传递函数设计方法223

8-1引言223

8-2最优传递函数224

1．目标函数为J1时的最优传递函数224

2．ITAE最优传递函数232

1．全状态反馈的设计235

8-3状态反馈的设计235

2．Ⅱ型系统的设计问题239

3．部分状态反馈的设计243

8-4输出反馈补偿设计及其它249

习题254

第九章伺服系统中几个问题的分析255

9-1干摩擦造成的低速不平滑及其改善255

1．干摩擦对伺服系统运动过程的影响255

2．减小“跳动”的办法260

3．用PWM放大器的动力润滑作用263

2．机械谐振的影响268

9-2机械谐振的影响及其补偿268

1．问题的提出268

3．消除或减小机械谐振的措施274

4．克服机械谐振的状态反馈设计278

9-3传动间隙的影响及其补偿290

1．机械传动的间隙290

2．传动间隙的影响291

3．伺服系统中的电消隙传动294

1．滑模控制的基本概念300

第十章复杂伺服系统300

10-1滑模控制系统300

2．滑模控制系统的一般原理302

3．单变量滑模控制系统设计307

4．可变切换线的滑模控制直流伺服系统311

10-2多变量解耦控制系统318

1．耦合程度的度量——相对增益318

2．减少与解除耦合的途径323

3．解耦控制原理324

4．多变量解耦控制的综合方法327

5．非完全解耦系统330

6．状态反馈解耦332

10-3重复控制理论及其应用337

1．重复控制原理337

2．重复控制系统的稳定性343

3．重复控制系统的设计方法345

附录常用Laplace变换表348

主要参考文献350