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第1章 控制系统组成及性能指标 1

1.1 引言1

1.2 自动控制系统组成2

1.3　控制系统的性能指标5

1.3.1 控制系统的稳态性能和系统的型别5

1.3.2　控制系统的时域性能指标9

1.3.3　控制系统的闭环频域指标14

1.3.4　控制系统的开环频域指标20

1.4　控制系统分析与设计步骤31

第2章 伺服系统的工程实现 33

2.1　伺服电机34

2.2　伺服系统检测与信号转换38

2.2.1　伺服系统的位移检测39

2.2.2　伺服系统的信号转换电路54

2.2.3 自整角机／旋转变压器-数字转换器（SDC-RDC）57

2.2.4　数字-自整角机／旋转变压器转换器（DSC/DRC）61

2.3　伺服系统的稳态设计64

2.3.1　负载分析计算64

2.3.2　执行电机选择71

2.3.3　检测装置、信号转换线路、放大装置及电源设计与选择79

2.4　伺服系统的电磁兼容性设计85

2.4.1　电磁干扰模型分析85

2.4.2　抑制电磁干扰的方法88

2.4.3 伺服系统电磁兼容设计96

2.5　伺服系统的可靠性98

2.5.1　可靠性特征量98

2.5.2　伺服系统的可靠性设计107

第2章　习题112

第3章 控制系统的综合与校正 114

3.1　控制系统的数学模型114

3.1.1　伺服控制系统的机理建模方法114

3.1.2　时域建模的飞升曲线法119

3.2　串联校正124

3.2.1　串联超前校正124

3.2.2　串联滞后校正132

3.2.3　串联滞后-超前校正137

3.3　期望频率特性法144

3.3.1　期望频率特性设计146

3.3.2　常用期望频率特性152

3.3.3　期望频率特性设计举例154

3.4　反馈校正159

3.5　复合校正165

3.6　综合校正环节的实现177

3.6.1　综合校正环节的模拟实现方式177

3.6.2　综合校正环节的数字实现方式179

第3章　习题186

第4章 伺服系统的非线性控制 189

4.1　伺服系统的干摩擦及其改善189

4.1.1　低速不平稳性190

4.1.2　减小低速跳动的措施192

4.2　传动间隙对伺服系统的影响及其补偿195

4.2.1　传动间隙对伺服系统性能的影响196

4.2.2　消除间隙影响的措施197

4.3　机械谐振对系统的影响及其补偿201

4.3.1　传动轴变形造成的机械谐振201

4.3.2　消除机械谐振的补偿措施204

4.4　伺服系统的非线性补偿207

4.4.1　非线性速度阻尼207

4.4.2　非线性积分器和非线性PI调节器209

4.4.3 自抗扰控制210

4.4.4　多模控制技术213

4.5　伺服系统的重复控制215

4.5.1　重复控制原理215

4.5.2　重复控制系统的稳定性218

4.5.3　重复控制器设计219

4.6　伺服系统的滑模变结构控制220

4.6.1　滑模变结构控制原理221

4.6.2　二阶系统开关控制223

4.6.3　滑动模态225

第4章　习题227

第5章　控制系统设计举例 229

5.1　永磁同步电机调速系统229

5.1.1　永磁同步电机的数学模型229

5.1.2　永磁同步电机矢量控制策略232

5.1.3　永磁同步电机调速系统设计233

5.2　异步电机调速系统236

5.2.1　异步电机的数学模型236

5.2.2　异步电机的矢量控制策略239

5.2.3　异步电机调速系统自抗扰控制器设计241

5.3　空间机械臂一体化关节伺服控制系统244

5.3.1　空间机械臂一体化关节伺服控制系统静态设计245

5.3.2　数字控制系统软件设计250

5.3.3　数字定标与定点运算252

5.3.4　标幺化系统及控制器设计260

5.3.5　空间机械臂一体化关节伺服控制系统软件设计264

5.4　星载天线伺服控制系统269

5.4.1　星载天线负载特性分析与伺服电机选择270

5.4.2　星载天线伺服系统结构设计272

5.4.3　星载天线伺服系统控制器设计274

5.4.4　星载天线伺服系统滑模变结构控制277