運動控製實驗教程(配光盤)(全國高等學校自動化專業係列教材) 綦慧,楊玉珍 9787302 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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綦慧，楊玉珍 著

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齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302219705

商品編碼：29299549373

包裝：平裝

齣版時間：2010-06-01

基本信息

書名：運動控製實驗教程(配光盤)(全國高等學校自動化專業係列教材)

定價：25.00元

作者：綦慧,楊玉珍

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2010-06-01

ISBN：9787302219705

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.499kg

編輯推薦

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內容提要

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本書以培養學生自主設計能力、綜閤實驗能力、創新意識和創新能力為主導教學思想，不局限於某種實驗裝置。在具有可變直流電源（相控整流、PWM主電路）、交直交供電逆變電路等實驗設施的基礎上，以運算放大器等器件作為模擬量控製的載體，以DSP、工控機、PLC等作為數字控製的載體，構建各類實驗係統。重點介紹實驗原理、係統的設計實現方法和具體實驗方法。
　　本書包括模擬控製和數字控製兩部分。其中模擬控製實驗係統主要是基於理論教學的原理性、驗證性實驗； 數字控製實驗係統則以計算機為工具，引入先進的控製技術，拓展設計性、綜閤性實驗。 模擬量控製係統中，重點介紹係統各環節特性的測試方法、開環與閉環係統的調試方法、係統穩態特性與動態特性的測試方法； 數字控製係統中詳細介紹各類數字控製實驗係統的實現原理，提供瞭數字控製的設計思路與方法，以此作為數字控製運動控製係統自主設計實驗內容的參考與藉鑒。
　　本書可作為普通高等院校自動化類專業本科生實驗教學的教材，也可作為研究生及相關科研人員的參考書。

目錄

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章　運動控製係統實驗概述
　1.1　運動控製實驗分類
　1.2　運動控製實驗研究方法
　1.3　運動控製係統實驗平颱建設
　1.4　運動控製係統實驗中的共性問題
第2章　直流調速係統各環節特性及參數測定
　2.1　實驗目的
　2.2　實驗原理
　　2.2.1　直流電動機原理及參數測定
　　2.2.2　電力電子變換器的工作參數測定
　　2.2.3　功率控製環節的工作特性測定
　2.3　實驗內容
　2.4　實驗器材
　2.5　實驗方案及方法
　　2.5.1　直流電動機的參數及工作特性測定
　　2.5.2　功率主電路參數及工作特性測定
　　2.5.3　控製環節的工作特性測定
　2.6　實驗報告
　2.7　注意事項
第3章　轉速單閉環直流調速係統實驗
　3.1　實驗目的
　3.2　實驗原理
　　3.2.1　轉速單閉環直流調速係統的組成及工作原理
　　3.2.2　轉速單閉環直流調速係統的特性
　　3.2.3　電流截止負反饋環節
　3.3　實驗內容
　3.4　實驗器材
　3.5　實驗方案及方法
　　3.5.1　轉速單閉環實驗係統構建及單元環節測定
　　3.5.2　直流調速開環係統機械特性測定
　　3.5.3　轉速單閉環直流調速係統靜特性測定
　　3.5.4　電流截止負反饋環節整定與下垂特性測定
　　3.5.5　轉速單閉環直流調速係統起動過程動態特性觀測
　3.6　實驗報告
　3.7　注意事項
第4章　轉速、電流雙閉環不可逆直流調速係統實驗
　4.1　實驗目的
　4.2　實驗原理
　　4.2.1　轉速、電流雙閉環直流調速係統的組成及工作原理
　　4.2.2　雙閉環直流調速係統的動態特性及性能指標
　　4.2.3　雙閉環直流調速係統各調節器的工程設計
　4.3　實驗內容
　4.4　實驗器材
　4.5　實驗方案及方法
　　4.5.1　雙閉環直流調速係統的實驗係統構建及單元環節測定
　　4.5.2　開環直流調速係統機械特性測定
　　4.5.3　轉速、電流雙閉環調速係統調試
　　4.5.4　轉速、電流雙閉環調速係統靜特性測定
　　4.5.5　轉速、電流雙閉環調速係統動態特性測定
　4.6　實驗報告
　4.7　注意事項
第5章　轉速、電流雙閉環直流脈寬可逆調速係統實驗
　5.1　實驗目的
　5.2　實驗原理
　　5.2.1　轉速、電流雙閉環直流脈寬調速係統的組成及工作原理
　　5.2.2　可逆直流調速係統的工作特性
　5.3　實驗內容
　5.4　實驗器材
　5.5　實驗方案及方法
　　5.5.1　單元環節測定
　　5.5.2　直流PWM開環調速係統機械特性測定
　　5.5.3　直流PWM調速係統閉環調試及可逆運行動態波形測試
　　5.5.4　直流PWM調速係統靜特性測試
　5.6　實驗報告
　5.7　注意事項
第6章　直流調速係統的數字仿真
第7章　直流調速係統的數字控製
第8章　轉速開環異步電動機變壓變頻調速係統實驗
第9章　異步電動機矢量控製係統實驗
0章　異步電動機直接轉矩控製變頻調速係統實驗
1章　永磁同步電動機自控變頻調速係統實驗
參考文獻
附錄

作者介紹

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文摘

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序言

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《運動控製係統設計與實踐》 一、本書概述 本書旨在為讀者提供一個全麵且深入的運動控製係統設計與實踐的知識框架。不同於市麵上已有的基礎理論書籍，本書將重點放在將理論知識轉化為實際應用，通過詳細的案例分析、關鍵技術解讀以及工程實踐指南，幫助讀者掌握現代運動控製係統的開發流程和核心技能。本書內容涵蓋瞭從係統需求分析、控製器選型與設計、硬件平颱搭建、軟件開發到係統集成與調試的全過程，力求為讀者提供一條清晰、實用的學習路徑，使其能夠獨立或協同完成復雜的運動控製項目。 本書特彆強調瞭理論與實踐的緊密結閤。在每一章節中，都將深入剖析相關概念的工程實現細節，並通過具體的應用場景進行闡述。讀者不僅能理解“為什麼”，更能掌握“怎麼做”。本書還關注運動控製領域的前沿發展和行業趨勢，適時融入最新的技術理念和工程實踐經驗，確保內容的時效性和前瞻性。 二、目標讀者 本書的目標讀者群體廣泛，包括但不限於： 高等學校自動化、電氣工程、機械工程、測控技術等相關專業的本科生和研究生： 為學生提供紮實的運動控製理論基礎，並輔以豐富的實踐指導，為畢業設計、課程設計以及未來進入該領域的研究或工作打下堅實的基礎。 工業界從事運動控製係統開發、集成、維護的工程師： 為一綫工程師提供解決實際工程問題的思路和方法，幫助其更新知識體係，掌握新的技術工具，提升工作效率和係統性能。 對運動控製技術感興趣的研發人員和技術愛好者： 為讀者提供一個係統學習和深入瞭解運動控製技術的平颱，使其能夠逐步掌握從理論到實踐的全方位技能。 項目經理和技術管理人員： 幫助理解運動控製項目的技術要點、風險評估和項目管理的關鍵環節，從而更好地指導項目團隊。 三、本書特色與亮點 1. 強調工程化思維與實踐導嚮： 本書將工程實現的細節置於核心位置，力求將抽象的理論概念具象化。例如，在討論PID控製器設計時，不會僅限於理論公式，而是會深入講解不同整定方法的工程實現、參數辨識的實際操作、以及在實際係統中的性能錶現和局限性。 2. 豐富且貼近實際的案例分析： 書中將精心挑選多個典型工業應用案例，如伺服電機的位置、速度、力矩控製，機器人關節的協同運動，數控機床的精密插補，以及自動化生産綫上的物料搬運等。每個案例都將從係統需求分析、方案設計、關鍵技術選型、具體實現步驟到最終調試優化的完整過程進行剖析。 3. 係統性的技術講解與深度挖掘： 本書不會淺嘗輒止，而是對運動控製的關鍵技術進行係統性的講解和深度挖掘。例如，在講解模型預測控製（MPC）時，會詳細闡述其基本原理、數學模型建立、優化問題求解方法，以及在特定應用場景下的優勢和挑戰。 4. 關注硬件平颱與軟件開發： 運動控製係統的性能很大程度上取決於硬件平颱的選擇和軟件的實現。本書將對常用的硬件平颱（如PLC、DCS、嵌入式控製器、FPGA等）進行介紹和比較，並討論在不同平颱上進行運動控製算法實現的策略和注意事項。同時，也會涉及常見的運動控製編程語言和開發工具。 5. 係統集成與調試優化指南： 係統的成功上綫離不開有效的係統集成和調試。本書將提供詳細的係統集成流程指導，並重點講解在實際調試過程中可能遇到的各種問題及其解決方案，包括信號乾擾、參數不匹配、死區補償、抗飽和處理等，幫助讀者快速定位並解決問題，優化係統性能。 6. 前沿技術與未來趨勢探討： 除瞭經典理論和技術，本書還會適時引入運動控製領域的一些前沿技術，如基於深度學習的自適應控製、模糊控製、機器人動力學控製、虛擬仿真技術在運動控製中的應用等，並對該領域的未來發展趨勢進行展望。 7. 條理清晰，循序漸進： 本書內容組織結構閤理，邏輯清晰，語言嚴謹但不失通俗易懂。從基礎概念入手，逐步深入到復雜係統設計，確保不同基礎的讀者都能有所收獲。 四、本書主要內容框架（詳細介紹） 第一篇：運動控製係統基礎與建模 第一章：運動控製係統概述 運動控製的定義、重要性與應用領域。 運動控製係統的基本組成：感知、決策、執行。 典型運動控製係統架構介紹（開環、閉環、串級控製等）。 運動控製係統的發展曆程與未來趨勢。 第二章：被控對象的數學建模 運動控製係統常見被控對象（電機、機械臂、AGV等）的物理特性分析。 綫性係統建模方法：傳遞函數、狀態空間方程。 非綫性係統建模方法：泰勒級數展開、分段綫性模型、神經網絡模型。 模型參數辨識技術：實驗法、係統辨識算法。 模型的簡化與近似處理在工程中的應用。 第三章：運動控製中的常用傳感器與執行器 傳感器： 編碼器（增量式、絕對式）、測速發電機、力矩傳感器、視覺傳感器、慣性測量單元（IMU）等。傳感器的工作原理、選型原則、安裝與連接注意事項。 執行器： 直流電機、交流電機（同步、異步）、步進電機、伺服電機、液壓/氣動執行器等。執行器的工作原理、性能指標、驅動方式、選型依據。 傳感器與執行器的接口技術及信號處理。 第二篇：運動控製係統設計與實現 第四章：經典PID控製器設計與實現 PID控製器原理：比例、積分、微分項的作用與影響。 PID控製器整定方法：手動整定法、Ziegler-Nichols法、頻率響應法、模型參考自適應法。 PID控製器在實際係統中的工程實現：采樣周期選擇、輸齣限幅、抗積分飽和、微分先行。 PID參數自整定技術。 PID控製器在不同應用場景下的優化策略。 第五章：伺服控製係統設計 伺服電機控製原理（位置、速度、力矩）。 伺服驅動器的功能與接口。 伺服參數的優化與調試：增益裕度、相位裕度、帶寬。 伺服控製中的共振抑製與抗乾擾技術。 多軸伺服同步控製。 第六章：先進運動控製技術 模型預測控製（MPC）： 原理、模型構建、優化求解、應用優勢與局限。 模糊控製： 模糊邏輯原理、模糊化、模糊推理、解模糊。 自適應控製： 基本原理、自適應律設計、常見自適應算法。 魯棒控製： 考慮係統不確定性的控製策略。 變結構控製（滑模控製）： 原理、滑模麵設計、趨近律。 其他先進控製方法簡介（如神經網絡控製、強化學習控製等）。 第七章：運動軌跡規劃與插補 運動軌跡規劃的基本概念：路徑、軌跡、速度輪廓。 多項式插值法（綫性、三次樣條）。 S形加減速算法。 直綫、圓弧插補算法。 高階運動插補技術（如五次樣條）。 數控機床（CNC）運動控製中的插補技術。 第三篇：運動控製係統集成與實踐 第八章：運動控製硬件平颱選擇與配置 工業PC (IPC) 與運動控製卡： 架構、性能、編程接口。 可編程邏輯控製器 (PLC) 與運動控製器： 功能比較、運動控製指令集（如G代碼、M代碼）。 嵌入式係統在運動控製中的應用： 微控製器（MCU）、DSP、FPGA。 專用運動控製器： 架構、優勢與應用。 硬件選型原則與係統配置。 第九章：運動控製軟件開發與編程 實時操作係統 (RTOS) 的作用： 任務調度、中斷處理、同步與通信。 常用的運動控製編程語言與框架： IEC 61131-3標準（Ladder Diagram, Structured Text, Function Block Diagram等）、C/C++、Python。 運動控製庫與API： 廠商提供的驅動庫、運動控製算法庫。 人機界麵 (HMI) 設計： 交互設計、數據顯示、參數設置。 上位機軟件開發： 數據采集、監控、遠程控製。 第十章：係統集成與調試 係統集成流程： 硬件連接、軟件配置、通信協議設置。 調試工具與方法： 示波器、邏輯分析儀、在綫調試器、仿真軟件。 常見調試問題與對策： 傳感器信號異常處理。 執行器響應不符預期。 控製器參數整定睏難。 係統振動與穩定性問題。 通信故障排除。 死區、飽和、滯後補償。 係統性能測試與驗證： 精度、速度、動態響應、穩定性、可靠性。 第十一章：實際應用案例分析 案例一： 機器人末端執行器精確軌跡控製。 案例二： AGV（自動導引車）的路徑規劃與協同避障。 案例三： 數控機床的高速高精度加工控製。 案例四： 自動化生産綫上的高精度裝配與檢測。 案例五： 伺服係統在特定工業設備（如印刷機、包裝機）中的應用。 第四篇：運動控製技術的擴展與展望 第十二章：運動控製中的故障診斷與安全 常見運動控製係統故障分析。 故障診斷技術：基於模型的診斷、基於信號的處理、基於機器學習的診斷。 運動控製係統的安全設計原則：安全編碼、硬件冗餘、安全PLC。 功能安全標準（如IEC 61508, ISO 13849）在運動控製中的應用。 第十三章：運動控製的未來發展趨勢 工業4.0與智能製造對運動控製的要求。 物聯網（IoT）與邊緣計算在運動控製中的融閤。 大數據分析與人工智能在運動控製中的應用。 虛擬調試與數字孿生技術。 新型執行器與驅動技術。 五、總結 《運動控製係統設計與實踐》是一本集理論講解、技術剖析、工程實踐、案例分析於一體的專業書籍。本書緻力於為讀者構建一個清晰、完整、可操作的運動控製知識體係，幫助讀者從理論走嚮實踐，從概念走嚮應用，成為一名閤格的運動控製工程師。通過本書的學習，讀者將能夠更自信地應對運動控製領域的各類挑戰，為推動自動化技術的發展做齣貢獻。

評分☆☆☆☆☆

這本書的理論深度和實踐指導性達到瞭一個非常平衡的狀態，這在我接觸過的同類教材中是比較少見的。作者在講解運動控製理論時，並沒有迴避其復雜性，而是通過精巧的類比和形象化的圖示，將復雜的數學模型和控製算法變得易於理解。我尤其欣賞書中關於模型辨識和參數估計的部分，這通常是運動控製實踐中最具挑戰性的環節之一，而本書提供瞭清晰的步驟和可行的方案。更難能可貴的是，書中提供的實驗項目都具有很強的針對性，並且充分考慮到瞭實驗的安全性、經濟性和可操作性。光盤裏的仿真平颱是我認為本書最大的亮點之一，它能夠高度還原真實係統的動態行為，讓我們可以在虛擬環境中反復調試和優化控製策略，大大降低瞭實際操作的風險和成本。通過這些實驗，我不僅鞏固瞭理論知識，更重要的是培養瞭解決實際工程問題的能力。這是一本真正能夠將理論與實踐緊密結閤的優秀教材。

評分☆☆☆☆☆

我最近一直在深入研究運動控製這門學科，並有幸接觸到瞭《運動控製實驗教程》。這本書讓我對運動控製有瞭全新的認識，它不僅僅是一本技術書籍，更像是一本能夠啓發思考的指南。書中對於運動控製係統的設計理念和優化方法進行瞭深入的探討，讓我明白瞭一個優秀的運動控製係統是如何在性能、穩定性和經濟性之間取得平衡的。我特彆喜歡書中關於魯棒控製和自適應控製的章節，這些先進的控製理論在實際應用中往往至關重要，而本書的講解清晰明瞭，並且給齣瞭相應的實驗驗證，這讓我能夠真正理解其精髓。光盤中的一些案例研究，更是讓我看到瞭運動控製技術在航空航天、機器人、精密製造等領域的廣泛應用，極大地激發瞭我對這個領域的熱情。這本書的價值，不僅僅體現在其理論知識的傳授，更在於它能夠幫助讀者建立起對運動控製的宏觀認知和係統思維。我已經迫不及待想要將學到的知識應用到我的實際項目中瞭。

評分☆☆☆☆☆

這本書我真的太驚喜瞭！作為一名自動化專業的學生，運動控製一直是我學習的重點也是難點，市麵上相關的教材和參考書不少，但總覺得有些理論講得過於抽象，或者實驗部分不夠貼近實際。這次拿到《運動控製實驗教程》，翻開第一頁我就被深深吸引瞭。作者們在理論闡述上非常有條理，將復雜的概念一一拆解，用通俗易懂的語言來解釋，並且結閤瞭大量的實例，讓我在閱讀過程中不再感到枯燥。更讓我贊嘆的是，這本書配有光盤，這簡直是如虎添翼！光盤裏的內容不僅包含瞭大量的仿真案例，還有一些實際操作的視頻演示，這對於我這樣動手能力相對較弱的學生來說，是極大的福音。我迫不及待地想要跟著光盤裏的指導，一步一步地完成實驗，將理論知識轉化為實踐技能。這本書的排版也很精美，圖文並茂，閱讀體驗非常舒適，感覺完全是為瞭我們學生的需求量身打造的。我非常期待通過這本書，在運動控製領域打下堅實的基礎，為我未來的學習和職業發展做好充分的準備。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對運動控製領域充滿好奇心的初學者，我一直在尋找一本能夠引導我入門的優質教材。偶然間翻閱瞭這本《運動控製實驗教程》，我感覺像是找到瞭寶藏。這本書的語言風格非常親切，不像一些學術著作那樣冷冰冰，而是充滿瞭教學的熱情。作者在講解每一個概念時，都會從最基本、最容易理解的角度齣發，然後逐步引導我們深入。例如，在介紹伺服電機的工作原理時，它就從簡單的直流電機開始講起，然後逐步過渡到更復雜的交流伺服和步進電機，這樣的講解方式讓我能夠輕鬆理解其內在邏輯。實驗部分的設計更是貼閤實際，許多實驗都取材於工業生産中的典型應用場景，這讓我對運動控製技術的實際價值有瞭更直觀的認識。光盤裏的資源也非常豐富，不僅有實驗所需的軟件，還有詳細的操作指南，甚至是一些常見問題的解答，這對於初學者來說，簡直是保姆級的指導。我感覺這本書的學習麯綫非常平緩，讓我能夠充滿信心地去探索運動控製的奧秘。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，這本書在內容編排和深度上都給我留下瞭深刻的印象。作為一本麵嚮全國高等學校自動化專業的係列教材，它顯然在學術嚴謹性上有著很高的要求，但同時又沒有失去實踐的可行性。我特彆喜歡其中關於PID控製算法的講解，它不僅僅是給齣瞭公式和理論，而是深入剖析瞭PID參數整定的方法，並提供瞭幾種常見的優化策略。在實驗部分，作者們更是煞費苦心地設計瞭多個遞進式的實驗項目，從基礎的開環控製到閉環係統的穩定性分析，再到高級的模糊控製和自適應控製，層層深入，讓學習者能夠循序漸進地掌握運動控製的核心技術。我尤其欣賞的是，書中在介紹每個實驗項目時，都詳細列齣瞭實驗目的、實驗原理、實驗設備要求、實驗步驟以及實驗數據處理方法，這使得我們在進行實驗時能夠做到心中有數，避免不必要的摸索和浪費。光盤中的仿真軟件也十分強大，能夠模擬齣不同工況下的係統錶現，幫助我們提前預判和分析問題。這本書絕對是運動控製領域一本不可多得的優秀教材。