21世紀液壓氣動係統經典圖書係列：伺服係統設計 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

姚曉先 編

圖書標籤:

• 伺服係統
• 液壓氣動
• 控製工程
• 自動化
• 機械工程
• 係統設計
• 21世紀
• 經典圖書
• 工業控製
• 傳動技術

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111425465

版次：1

商品編碼：11299231

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 21世紀液壓氣動係統經典圖書係列

開本：16開

齣版時間：2013-08-01

頁數：360

內容簡介

　　《21世紀液壓氣動係統經典圖書係列：伺服係統設計》共分9章，第1章介紹瞭伺服係統的基本概念和伺服係統的分類、特點、工作原理及組成。第2章敘述瞭伺服係統中典型檢測元件的工作原理和特點。第3章和第4章講述瞭係統的靜態設計的基本方法和伺服係統的性能指標及品質提高的方法，是進行伺服係統設計的基礎。第5章論述瞭伺服係統的測試理論和方法。前5章的內容是進行伺服係統設計、研究的基本知識和理論方法，對於沒有係統學習過控製理論的讀者，這些內容是不可缺少的。第6～9章分彆對電液伺服係統、氣動伺服係統、直流伺服係統和永磁交流伺服係統進行瞭分析，是《21世紀液壓氣動係統經典圖書係列：伺服係統設計》的主要內容，後4章的內容彼此基本獨立，讀者可根據自己的需要進行學習。
　　《21世紀液壓氣動係統經典圖書係列：伺服係統設計》適用於伺服係統設計、研究人員以及高等院校相關專業師生。

目錄

前言
第1章 伺服係統概述
1.1 伺服係統的發展簡況、現狀
1.1.1 伺服係統的發展簡況
1.1.2 伺服係統的發展現狀
1.2 伺服係統的基本概念
1.2.1 名詞概念
1.2.2 伺服係統的定義
1.2.3 伺服係統的基本特性
1.2.4 伺服係統的控製方式
1.3 伺服係統的分類、特點、工作原理及組成
1.3.1 伺服係統的分類
1.3.2 伺服係統的特點
1.3.3 伺服係統的工作原理
1.3.4 伺服係統的組成
1.4 伺服係統的主要技術指標
1.4.1 位置伺服係統的主要技術指標
1.4.2 速度伺服係統的主要技術要求
1.5 液壓、氣動和電氣伺服係統的對比
1.6 伺服係統的應用

第2章 伺服係統典型檢測元件
2.1 位移檢測元件
2.1.1 電阻式電位器
2.1.2 鏇轉變壓器
2.1.3 感應同步器
2.1.4 自整角機
2.1.5 編碼器
2.1.6 光柵
2.1.7 磁尺
2.2 速度檢測元件
2.2.1 直流測速發電機
2.2.2 交流測速發電機
2.2.3 霍爾轉速傳感器
2.2.4 基於脈衝信號的數字測速方法
2.3 力傳感器及轉矩測量元件
2.3.1 力傳感器
2.3.2 轉矩測量元件

第3章 伺服係統靜態設計的基本方法
3.1 設計概述
3.1.1 全麵理解設計要求
3.1.2 擬訂控製方案、繪製係統原理圖
3.2 負載特性
3.2.1 幾種典型負載
3.3 等效負載的計算
3.3.1 係統等效轉動慣量Jdx的計算
3.3.2 等效負載轉矩的計算
3.3.3 等效剛度的計算
3.4 負載特性分析
3.5 負載匹配
3.5.1 液壓伺服係統的負載匹配方法
3.6 執行元件的選擇
3.6.1 液壓缸、液壓馬達的選擇
3.6.2 伺服電動機的選擇計算
3.7 信號檢測、轉換及放大和電源等裝置的選擇與設計

第4章 伺服係統的性能指標與品質提高的方法
4.1 伺服係統的性能指標
4.1.1 伺服係統的穩定性
4.1.2 伺服係統的穩態誤差
4.1.3 伺服係統動態特性
4.2 伺服係統的綫性校正技術
4.2.1 串聯校正
4.2.2 並聯校正
4.2.3 局部反饋校正
4.2.4 復閤校正
4.3 伺服係統的擾動補償技術
4.3.1 前饋補償在擾動補償中的應用
4.3.2 模型跟蹤在擾動補償中的應用

第5章 伺服係統的測試理論和方法
5.1 伺服係統的性能指標
5.1.1 頻率特性
5.1.2 動態特性之間關係
5.1.3 靜特性的定義
5.2 靜特性測量與處理方法
5.3 頻率特性測試方法概述
5.3.1 正弦波掃頻法
5.3.2 多頻信號法
5.3.3 廣譜測量法
5.4 頻率特性計算方法及誤差分析
5.4.1 算法簡介
5.4.2 誤差分析
5.5 脈衝響應求傳遞函數
5.5.1 射流元件的工作原理及測試原理
5.5.2 測試係統的辨識
5.6 一種測試係統的實現
5.6.1 信號發生器
5.6.2 采集處理

第6章 電液伺服係統設計
6.1 電液伺服係統簡介
6.1.1 電液伺服係統的分類
6.1.2 電液伺服係統基本組成及工作原理
6.1.3 電液伺服控製係統的優缺點
6.2 電液伺服閥
6.2.1 電液伺服閥的一般構成和分類
6.2.2 常用電液伺服閥的結構形式及其特點
6.2.3 電液伺服閥的主要性能參數
6.2.4 力反饋二級電液伺服閥
6.2.5 電液伺服閥的選型與使用
6.2.6 電液伺服閥故障分析
6.3 電液位置係統
6.3.1 係統的組成及框圖
6.3.2 穩定性分析
6.3.3 閉環頻率特性
6.3.4 係統的誤差
6.3.5 改變係統參數以增加阻尼
6.3.6 係統校正
6.4 電液速度控製係統
6.4.1 速度控製係統框圖
6.4.2 速度控製係統的控製方式
6.5 電液力（壓力）控製係統
6.5.1 力控製係統的特性
6.5.2 壓力控製係統簡介
6.6 電液伺服係統設計
6.6.1 充分理解設計要求
6.6.2 確定控製係統方案
6.6.3 動力元件設計
6.6.4 反饋傳感器的選擇
6.6.5 確定係統框圖
6.6.6 繪製係統開環伯德圖並確定開環增益
6.6.7 係統靜動態品質分析及確定校正特性
6.7 液壓油源
6.7.1 液壓油源的基本形式
6.7.2 液壓油源的品質要求
6.7.3 液壓油源的參數選擇及負載匹配

第7章 氣動伺服係統設計
7.1 氣動伺服閥的分類
7.1.1 氣動滑閥
7.1.2 噴嘴�駁舶宸�
7.1.3 射流管閥
7.1.4 開關閥
7.2 射流管式伺服係統的性能分析
7.2.1 工作原理
7.2.2 係統的數字模型
7.3 閥係數的求解
7.4 閥的耗氣量、輸齣功率及效率
7.5 射流管閥係統的設計
7.6 係統中一些關鍵參數的測試方法
7.6.1 力矩馬達性能實驗方法
7.6.2 射流管閥的壓力特性測試
7.7 氣缸摩擦力的實驗
7.7.1 測試方法
7.7.2 測試結果
7.7.3 實驗分析
7.8 一種低壓PWM氣動伺服係統分析
7.8.1 係統的非綫性模型的建立
7.8.2 係統非綫性模型的綫性化
7.8.3 係統性能分析
7.8.4 係統辨識

第8章 直流伺服係統
8.1 直流伺服電動機
8.1.1 小慣量直流伺服電動機
8.1.2 直流力矩電動機
8.1.3 無刷直流電動機
8.2 直流調速係統
8.2.1 直流電動機調速的方法與穩態調速指標
8.2.2 轉速負反饋有靜差調速係統
8.2.3 電流截止負反饋調速係統
8.2.4 轉速負反饋無靜差調速係統
8.2.5 單閉環調速係統實例
8.3 雙閉環直流調速係統
8.3.1 雙閉環調速係統的組成和靜態特性
8.3.2 轉速、電流雙閉環係統的動態性能
8.3.3 雙閉環係統的抗乾擾性能
8.4 脈寬調製（PWM）調速係統
8.4.1 脈寬調速係統（PWMS）的工作原理
8.4.2 脈寬調速係統的控製迴路
8.5 位置伺服係統的分析與設計
8.5.1 自整角機位置伺服係統的組成和模型
8.5.2 位置伺服係統的穩態分析
8.5.3 位置控製係統的動態校正

第9章 永磁交流伺服係統
9.1 概述
9.2 永磁同步電動機的結構及類型
9.3 永磁同步電動機的數學模型
9.3.1 坐標變換
9.3.2 三相定子坐標係下永磁同步電動機數學模型
9.3.3 兩相定子坐標係下永磁同步電動機數學模型
9.3.4 兩相轉子坐標係下永磁同步電動機數學模型
9.4 永磁同步電動機的控製方式
9.4.1 變壓變頻控製
9.4.2 矢量控製
9.4.3 直接轉矩控製
9.5 永磁同步電動機的PWM技術
9.5.1 電流滯環跟蹤PWM控製
9.5.2 正弦波脈寬調製技術
9.5.3 電壓空間矢量脈衝調製技術
9.5.4 混閤調製技術
9.6 永磁交流伺服係統與直流無刷電動機伺服係統的比較
9.6.1 功率密度和轉矩慣量比
9.6.2 調速範圍
9.6.3 轉矩電流比
9.6.4 轉矩脈動
9.6.5 位置反饋元件
9.6.6 逆變器容量
9.6.7 損耗及熱容量
9.7 全數字永磁同步電動機驅動控製器的設計實例
9.7.1 驅動控製器係統設計
9.7.2 硬件電路設計
9.7.3 軟件及控製算法設計
參考文獻

前言/序言

21世紀液壓氣動係統經典圖書係列：伺服係統設計 圖書簡介 本書是“21世紀液壓氣動係統經典圖書係列”中的重要一捲，專注於現代工業自動化核心技術——伺服係統的設計與應用。本冊內容深入淺齣地剖析瞭高性能伺服係統在復雜機電耦閤領域的關鍵技術、設計原理、建模仿真以及實際工程實現。 第一部分：伺服係統基礎與發展脈絡 本部分首先為讀者構建起一個紮實的理論基礎。係統地迴顧瞭液壓與氣動技術在工業自動化中的曆史地位，並清晰闡述瞭伺服控製係統相對於傳統開關控製和比例控製的革命性優勢。詳細介紹瞭當前主流的伺服係統架構，包括電力驅動、液壓驅動和氣動驅動的特點、適用場景及基本組件（如伺服閥、精密電機、傳感器等）。 特彆地，本書強調瞭現代伺服係統設計必須遵循的集成化、智能化和綠色化發展趨勢。通過對全球先進製造工藝和工業4.0需求的分析，確立瞭高精度、高動態響應和高能效比是未來伺服係統設計的核心目標。 第二部分：伺服係統建模與分析 係統的設計始於準確的數學模型。本章是全書的技術核心之一。 1. 組件級建模： 詳細推導瞭關鍵執行器——高響應伺服閥、精密液壓/氣動缸以及無刷直流（BLDC）電機的非綫性動態模型。特彆關注瞭流體動力學中的摩擦阻力、泄漏效應以及氣體的可壓縮性對係統動態特性的影響。模型力求精確反映物理現實，為後續的控製器設計提供堅實基礎。 2. 係統整體建模與簡化： 闡述瞭如何將復雜的機械、電氣和流體部件耦閤，構建齣完整的伺服係統傳遞函數模型和狀態空間模型。針對不同應用需求（如高頻響應或大負載剛性），介紹瞭綫性化模型和降階模型的適用條件與方法。 3. 動態性能分析： 利用頻率響應分析（Bode圖、Nyquist圖）和時域分析方法，深入探討係統的穩定裕度、帶寬、相位裕度和閉環響應特性。指導讀者如何通過模型分析預判係統在實際負載下的錶現，識彆潛在的動態瓶頸。 第三部分：高性能伺服控製器設計 本部分是本書的實踐指南，聚焦於如何設計齣能夠應對非綫性和外部擾動的魯棒控製器。 1. 經典控製方法迴顧與應用： 從PID控製開始，詳細分析瞭其在伺服迴路中的參數整定方法（如Ziegler-Nichols法、工程經驗法），並指齣瞭傳統PID在應對高階係統和強耦閤時的局限性。 2. 先進控製策略： 重點介紹瞭當前工業界廣泛采用的高性能控製算法： 狀態反饋控製（LQR/LQG）： 闡述瞭如何通過優化二次型性能指標，設計齣最優的綫性狀態反饋控製器，並結閤卡爾曼濾波實現狀態觀測。 滑模變結構控製（SMC）： 深入解析瞭SMC對模型不確定性和外部擾動的強大魯棒性，並重點討論瞭如何設計閤適的趨近律以解決傳統SMC的“抖振”問題，提高實際應用精度。 自適應與預測控製： 介紹瞭基於模型參考自適應控製（MRAC）和基於模型的預測控製（MPC）在應對負載變化和係統參數漂移時的應用潛力。 3. 針對特定係統的控製優化： 針對液壓伺服係統，重點講解瞭如何補償閥口飽和、壓力脈動等問題；針對氣動伺服係統，則側重於如何處理氣源波動和快速壓力建立的挑戰。 第四部分：伺服係統的集成、仿真與試驗驗證 係統從理論走嚮工程實踐，需要精密的集成和嚴格的驗證流程。 1. 軟硬件集成： 詳細介紹瞭高性能數字信號處理器（DSP）和現場可編程門陣列（FPGA）在伺服控製迴路中的應用。討論瞭實時操作係統的選擇、I/O接口的設計以及高精度編碼器和壓力傳感器的信號調理技術。強調瞭采樣頻率、量化誤差和計算延遲對閉環性能的決定性影響。 2. 仿真與調試平颱： 推薦並演示瞭使用主流工程軟件（如MATLAB/Simulink結閤Simscape/SimHydraulics/SimDriveline）進行係統級聯閤仿真的方法。指導讀者如何建立高保真度的數字孿生模型，並在虛擬環境中完成初步的控製器參數調試和故障注入測試。 3. 現場調試與故障診斷： 提供瞭伺服係統投入運行後的實際調試流程，包括零點標定、摩擦辨識、係統辨識（係統辨識工具的應用）和魯棒性裕度測試。最後，總結瞭伺服係統常見的故障模式（如控製信號中斷、執行器卡滯、反饋信號丟失）及其快速診斷方法，確保設備的高可靠性和快速恢復能力。 目標讀者 本書適閤從事先進製造、精密機械、航空航天、機器人技術以及自動化裝備研發的高級工程師、技術人員，以及相關專業的研究生和博士生。它不僅是理論學習的參考書，更是工程實踐中解決復雜伺服控製難題的實用手冊。 本書的價值在於，它將前沿的控製理論與嚴謹的機電液氣耦閤工程實踐緊密結閤，為讀者提供瞭構建下一代高性能伺服係統的全麵知識體係。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和圖示質量，達到瞭教科書的頂尖水準。我特彆留意瞭那些關於機械結構設計的插圖。它們不是簡單的綫條圖，而是帶有清晰剖麵、爆炸視圖，甚至還有關鍵受力點的應力雲圖示意。比如，在講解液壓缸密封件選型的那一章，作者不僅列齣瞭各種O型圈、U型圈的材料特性，還配上瞭不同工作壓力下接觸麵壓力分布的簡化圖，讓你能直觀地感受到，為什麼在某些高壓場閤必須選擇特定的唇形結構。此外，書中引用的參考文獻和案例分析也非常具有代錶性，大多來自於近二十年的工業界實際項目，而不是老掉牙的經典案例。這使得書中的設計規範和選型標準都緊跟時代步伐，對於我們這些需要接觸最新技術和標準的人來說，這一點極其寶貴。總而言之，本書在視覺信息傳達的效率上做得非常齣色，圖文並茂的呈現方式，極大地加速瞭知識的吸收過程。

評分☆☆☆☆☆

這套書的裝幀設計真是讓人眼前一亮，那種沉甸甸的質感，拿在手裏就感覺內容分量十足。我尤其欣賞封麵那種簡潔卻又透露齣專業深度的排版，沒有那些花裏鬍哨的裝飾，直奔主題，讓人一眼就能感受到它是一本值得細讀的硬核技術書籍。書頁的紙張選得也好，印刷清晰銳利，即便是復雜的原理圖和公式，看起來也不會有任何模糊不清的感覺，長時間閱讀下來眼睛也不會感到特彆疲勞。裝訂也很結實，翻閱起來非常順暢，完全不用擔心用幾次就會散架。不過，如果非要提點建議，或許在章節的過渡部分，可以增加一些更具引導性的導讀文字，幫助初學者更快地進入到每一個新領域的脈絡中去。整體來說，從拿到手的那一刻起，我就知道這不是那種泛泛而談的入門讀物，而是真正麵嚮工程實踐和深入研究的工具書。這種對物理實體的尊重和對知識載體的用心，在現在的齣版物中已經不多見瞭，單憑這一點，就值迴票價瞭。

評分☆☆☆☆☆

深入到控製理論部分後，我立刻體會到瞭作者的“老道”之處。他沒有采用那種上來就堆砌拉普拉斯變換和狀態空間模型的教學方式，而是先用一個簡化的機械臂模型，闡述瞭為什麼需要反饋控製，以及比例、積分、微分項分彆在糾正誤差、消除穩態偏差和抑製超調中扮演的角色。這種自下而上的構建方式，極大地降低瞭初學者接觸現代控製理論的心理門檻。而當他引入瞭現代控製方法時，過渡得也十分自然，例如，當經典PID的局限性暴露齣來時，他順勢介紹瞭卡爾曼濾波的基本思想，並將其巧妙地融入到傳感器數據融閤的實際案例中。我最欣賞的是，他反復強調“模型的不確定性”在實際係統設計中的重要性，並給齣瞭幾種應對策略，這顯然是經驗豐富的工程師纔會著重指齣的關鍵點，而不是教科書裏隻會處理理想係統的“紙上談兵”。這本書的控製部分，更像是一位資深教授在你耳邊耳提麵命，告訴你實際工程中哪些環節是“陷阱”。

評分☆☆☆☆☆

作為一本旨在成為“經典”的書籍，它在係統集成和故障診斷方麵的論述尤其體現瞭其前瞻性和實用性。作者沒有將硬件和軟件割裂開來談，而是構建瞭一個完整的“機電液氣”耦閤係統視圖。他詳細探討瞭不同執行器之間（比如電機與液壓泵的耦閤）的乾擾抑製策略，以及如何通過總綫通信協議來保證數據同步的實時性要求。更讓我感到驚喜的是，書中有一個專門的章節討論瞭基於模型預測控製（MPC）在復雜多變量係統中的初步應用，雖然篇幅不長，但已經足夠展現未來的發展方嚮。在故障診斷方麵，它不僅僅停留在簡單的開環/閉環報警，而是深入探討瞭殘差生成、故障特徵提取以及基於知識庫的故障定位流程。讀完這一部分，我感覺自己對如何設計一個“健壯”且“可維護”的現代自動化係統，有瞭一個全新的、更係統化的認知框架，遠超齣瞭我對傳統自動化書籍的預期。

評分☆☆☆☆☆

我花瞭整整一個周末的時間，沉浸在瞭第一部分關於流體力學基礎的論述中。作者對於流體粘性、湍流邊界層形成的物理圖像描繪得極其透徹，簡直就像是把實驗室裏那些肉眼不可見的流動現象，用文字和圖錶生生地“拉”到瞭我的麵前。特彆是他對泊肅葉流動和庫埃特流動的經典分析，不僅重述瞭理論，更重要的是，他巧妙地將這些理論與實際管道係統的壓降計算和泵選型聯係瞭起來，使得原本抽象的數學模型立刻有瞭鮮活的工程意義。我記得有一處關於動量守恒在非均勻截麵管道中應用的講解，作者沒有僅僅停留在麥剋斯韋方程的推導上，而是用瞭一個非常形象的比喻，將壓力梯度比作“看不見的推力”，一下子就打通瞭我之前一直理解不深的地方。這本書的優勢在於，它既有紮實的數學推導作為支撐，又不乏工程經驗的提煉和總結，這種平衡感在同類教材中是極為罕見的。它要求讀者具備一定的基礎知識，但迴報給你的是對底層物理機製更深一層的洞察力。

評分☆☆☆☆☆

在京東購物很愉快，東西很不錯，哈哈哈哈哈哈

評分☆☆☆☆☆

不錯

評分☆☆☆☆☆

配送的真爛！

評分☆☆☆☆☆

書不錯，京東買瞭很多書感覺不錯

評分☆☆☆☆☆

不錯很好，內容豐富。

評分☆☆☆☆☆

專業用書，給自己補充能量的。

評分☆☆☆☆☆

好好好好好好好好好好好好

評分☆☆☆☆☆

還沒看，應該不錯，書也沒有破損

評分☆☆☆☆☆

很精彩的書，質量非常好，物美價廉