PLC與步進伺服快速入門與實踐

基礎篇
第1章 步進電動機及驅動器概述3
1.1 步進電動機的發(fā)展3
1.1.1 步進電動機現(xiàn)狀3
1.1.2 步進電動機發(fā)展趨勢4
1.2 步進電動機的分類4
1.2.1 按運動方式分類4
1.2.2 按電動機輸出轉矩分類6
1.2.3 按轉矩產(chǎn)生的工作方式分類6
1.2.4 按勵磁組數(shù)分類7
1.2.5 按電流極性分類7
1.3 步進電動機驅動器8
1.3.1 驅動器系統(tǒng)組成9
1.3.2 驅動器參數(shù)說明9
1.3.3 驅動器使用方法10
1.3.4 驅動器連接電路12
1.4 本章 小結14
第2章 步進電動機工作原理15
2.1 磁阻式步進電動機15
2.1.1 磁阻式步進電動機的結構15
2.1.2 磁阻式步進電動機的運行方式15
2.1.3 小步距角步進電動機18
2.1.4 反應式步進電動機的結構形式19
2.2 永磁式步進電動機20
2.2.1 單定子結構21
2.2.2 兩定子結構22
2.3 混合式步進電動機22
2.3.1 永磁感應子式步進電動機的結構22
2.3.2 永磁感應子式步進電動機工作原理23
2.4 特種步進電動機24
2.4.1 特微型永磁步進電動機24
2.4.2 機電混合式步進電動機28
2.4.3 直線和平面步進電動機30
2.5 本章 小結33
第3章 伺服系統(tǒng)34
3.1 伺服系統(tǒng)的發(fā)展34
3.1.1 液壓及氣動伺服系統(tǒng)的發(fā)展34
3.1.2 電氣伺服系統(tǒng)的發(fā)展35
3.2 伺服控制系統(tǒng)結構功能36
3.2.1 伺服系統(tǒng)結構37
3.2.2 伺服系統(tǒng)功能38
3.3 伺服控制系統(tǒng)的組成38
3.3.1 自動控制理論中的伺服系統(tǒng)39
3.3.2 電氣控制系統(tǒng)中的伺服設備40
3.3.3 電-液控制系統(tǒng)中的伺服設備40
3.3.4 電-氣控制系統(tǒng)中的伺服設備40
3.4 伺服控制系統(tǒng)分類41
3.4.1 按參數(shù)特性分類41
3.4.2 按驅動元件類型分類43
3.4.3 按控制原理分類44
3.4.4 按機床加工系統(tǒng)分類45
3.5 伺服控制系統(tǒng)的特點46
3.5.1 伺服系統(tǒng)精度46
3.5.2 伺服系統(tǒng)穩(wěn)定性47
3.5.3 響應及寬調(diào)速特性47
3.6 本章 小結47
第4章 伺服系統(tǒng)原理49
4.1 步進式伺服系統(tǒng)原理49
4.1.1 控制脈沖發(fā)生器49
4.1.2 環(huán)分電路50
4.1.3 驅動電路51
4.1.4 步進電動機52
4.2 電-液伺服系統(tǒng)原理54
4.2.1 伺服閥54
4.2.2 液壓馬達56
4.2.3 液壓缸的基本原理57
4.2.4 反饋傳感器58
4.3 氣動伺服系統(tǒng)原理59
4.3.1 氣動伺服系統(tǒng)構成59
4.3.2 氣動伺服系統(tǒng)氣路原理59
4.4 直流伺服系統(tǒng)原理60
4.4.1 整流驅動裝置原理61
4.4.2 直流PWM伺服驅動裝置的工作原理61
4.4.3 直流系統(tǒng)控制電路原理62
4.4.4 測速元件工作原理63
4.5 交流伺服系統(tǒng)原理63
4.5.1 伺服控制單元基本原理64
4.5.2 功率放大單元原理65
4.5.3 感應電動機原理66
4.5.4 反饋元件原理66
4.6 數(shù)字伺服系統(tǒng)原理67
4.6.1 控制計算機及接口原理68
4.6.2 模擬低通濾波器原理68
4.6.3 自整角機-數(shù)字轉換器原理69
4.7 本章 小結70
提高篇
第5章 步進電動機系統(tǒng)設計73
5.1 步進電動機特性73
5.1.1 靜態(tài)特性73
5.1.2 運行特性77
5.1.3 頻率特性81
5.1.4 機械諧振與阻尼特性84
5.1.5 步距誤差特性87
5.2 控制系統(tǒng)87
5.2.1 開環(huán)系統(tǒng)88
5.2.2 閉環(huán)系統(tǒng)90
5.3 參數(shù)測試90
5.3.1 靜態(tài)參數(shù)測試90
5.3.2 動態(tài)參數(shù)測試95
5.4 參數(shù)選型97
5.4.1 參數(shù)估算97
5.4.2 參數(shù)設定101
5.5 數(shù)學模型105
5.5.1 狀態(tài)變量與傳遞函數(shù)105
5.5.2 動態(tài)特性模型115
5.5.3 加減速模型122
5.6 振動與噪聲及阻尼處理124
5.6.1 振蕩和失步125
5.6.2 振蕩和噪聲126
5.6.3 低頻振蕩的抑制126
5.7 本章 小結129
第6章 伺服系統(tǒng)設計130
6.1 伺服系統(tǒng)需求分析130
6.1.1 伺服系統(tǒng)需求130
6.1.2 伺服系統(tǒng)優(yōu)點131
6.1.3 伺服系統(tǒng)技術要求131
6.2 伺服系統(tǒng)總體方案設計132
6.2.1 伺服系統(tǒng)總體方案初步制訂132
6.2.2 伺服系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)設計133
6.2.3 建立系統(tǒng)數(shù)學模型及動態(tài)設計133
6.3 電-液伺服系統(tǒng)分析與設計134
6.3.1 電-液伺服系統(tǒng)總體方案設計134
6.3.2 電-液伺服系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)設計135
6.3.3 電-液伺服系統(tǒng)數(shù)學模型140
6.3.4 電-液伺服系統(tǒng)動態(tài)分析142
6.4 氣動伺服系統(tǒng)設計143
6.4.1 氣動伺服系統(tǒng)總體方案設計143
6.4.2 氣動伺服系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)設計146
6.4.3 氣動伺服系統(tǒng)數(shù)學模型150
6.4.4 氣動系統(tǒng)動態(tài)分析152
6.5 直流伺服系統(tǒng)設計152
6.5.1 直流伺服系統(tǒng)整體設計152
6.5.2 直流伺服系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)設計153
6.5.3 直流伺服系統(tǒng)數(shù)學模型161
6.5.4 直流伺服的動態(tài)分析設計163
6.6 交流伺服系統(tǒng)設計164
6.6.1 交流伺服系統(tǒng)總體設計164
6.6.2 交流伺服系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)設計165
6.6.3 交流伺服系統(tǒng)動態(tài)數(shù)學模型175
6.6.4 交流伺服系統(tǒng)動態(tài)分析178
6.7 全數(shù)字伺服系統(tǒng)178
6.7.1 全數(shù)字伺服系統(tǒng)總體設計178
6.7.2 全數(shù)字伺服系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)設計180
6.7.3 數(shù)字控制程序設計189
6.8 本章 小結189
實踐篇
第7章 西門子工程常用步進電動機控制實例193
7.1 S7-200PLC驅動步進電動機實例193
7.1.1 S7-200PLC下步進電動機控制系統(tǒng)功能說明193
7.1.2 系統(tǒng)硬件選型與搭建194
7.1.3 電氣控制原理圖197
7.1.4 系統(tǒng)軟件程序設計199
7.2 S7-300PLC驅動步進電動機實例201
7.2.1 S7-300PLC下步進電動機控制系統(tǒng)功能說明202
7.2.2 系統(tǒng)硬件選型與搭建203
7.2.3 電氣控制原理圖205
7.2.4 系統(tǒng)軟件程序設計206
7.3 工控機驅動步進電動機實例211
7.3.1 工控機控制下步進電動機控制系統(tǒng)功能說明211
7.3.2 系統(tǒng)硬件選型與搭建212
7.3.3 電氣控制原理圖213
7.3.4 系統(tǒng)軟件程序設計214
7.4 本章 小結215
第8章 三菱步進伺服系統(tǒng)的控制應用技術216
8.1 三菱伺服系統(tǒng)模塊組成216
8.1.1 MR-J2S-A伺服驅動器結構與功能216
8.1.2 伺服電動機原理及其功能219
8.2 三菱交流伺服系統(tǒng)各端子功能以及內(nèi)部電路220
8.2.1 三菱交流伺服系統(tǒng)外圍接線221
8.2.2 三菱交流伺服系統(tǒng)各端子及功能說明222
8.2.3 三菱伺服系統(tǒng)接口說明223
8.3 三菱伺服系統(tǒng)的工作模式227
8.3.1 三菱MR-J2S-A伺服系統(tǒng)位置控制模式228
8.3.2 三菱MR-J2S-A伺服系統(tǒng)速度控制模式234
8.3.3 三菱MR-J2S-A伺服系統(tǒng)轉矩控制模式237
8.4 三菱伺服系統(tǒng)的設計238
8.4.1 三菱MR-J2S-A伺服系統(tǒng)控制模式選擇239
8.4.2 三菱伺服電動機型號選擇240
8.4.3 三菱伺服系統(tǒng)其他配件規(guī)格選擇248
8.4.4 三菱伺服電氣接線圖250
8.4.5 三菱伺服軟件選擇255
8.4.6 三菱伺服系統(tǒng)MR-J2S-A基本參數(shù)設置255
8.5 本章 小結259
第9章 步進伺服系統(tǒng)綜合應用實例260
9.1 西門子數(shù)控伺服系統(tǒng)在軋輥車床的應用260
9.1.1 西門子840D數(shù)控伺服系統(tǒng)及軋輥車床基本概念260
9.1.2 西門子840D數(shù)控伺服系統(tǒng)硬件配置263
9.1.3 基于西門子840D系統(tǒng)的軋輥車床軟件配置277
9.2 電液伺服系統(tǒng)在仿形銑床上的典型應用288
9.2.1 仿形銑床的基本概念288
9.2.2 電-液伺服系統(tǒng)下仿形銑床的基本參數(shù)290
9.2.3 仿形銑床的基本控制方式292
9.2.4 數(shù)字隨動銑床293
9.2.5 液壓伺服下仿形銑床的檢修方式294
9.3 基于DSP的混合式步進電動機伺服系統(tǒng)296
9.3.1 基于DSP的混合式步進電動機系統(tǒng)功能說明296
9.3.2 系統(tǒng)硬件設計297
9.3.3 系統(tǒng)軟件設計305
9.4 本章 小結317