PLC與步進伺服快速入門與實踐

　　《PLC與步進伺服快速入門與實踐》從工程應用角度出發，首先介紹步進與伺服的基礎知識，包括步進電動機和伺服系統的概念及其工作原理，然後詳細介紹三菱、西門子等品牌步進電動機與伺服系統及其功能，最後通過多個實例，深入淺出地講解步進與伺服在工程實踐中的應用方法。書中的每個實例均詳細地給出了設計思路、設計步驟以及程序代碼。《PLC與步進伺服快速入門與實踐》可作為PLC步進與伺服工程人員的自學工具書，也可作為大專院校電氣工程及自動化、工業自動化、應用電子、計算機應用、機電一體化及其他相關專業的參考用書。

基礎篇
第1章 步進電動機及驅動器概述3
1.1 步進電動機的發展3
1.1.1 步進電動機現狀3
1.1.2 步進電動機發展趨勢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 按轉矩產生的工作方式分類6
1.2.4 按勵磁組數分類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 驅動器系統組成9
1.3.2 驅動器參數說明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34
3.1 伺服系統的發展34
3.1.1 液壓及氣動伺服系統的發展34
3.1.2 電氣伺服系統的發展35
3.2 伺服控制系統結構功能36
3.2.1 伺服系統結構37
3.2.2 伺服系統功能38
3.3 伺服控制系統的組成38
3.3.1 自動控制理論中的伺服系統39
3.3.2 電氣控制系統中的伺服設備40
3.3.3 電-液控制系統中的伺服設備40
3.3.4 電-氣控制系統中的伺服設備40
3.4 伺服控制系統分類41
3.4.1 按參數特性分類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 按機床加工系統分類45
3.5 伺服控制系統的特點46
3.5.1 伺服系統精度46
3.5.2 伺服系統穩定性47
3.5.3 響應及寬調速特性47
3.6 本章 小結47

第4章 伺服系統原理49
4.1 步進式伺服系統原理49
4.1.1 控制脈衝發生器49
4.1.2 環分電路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 氣動伺服系統原理59
4.3.1 氣動伺服系統構成59
4.3.2 氣動伺服系統氣路原理59
4.4 直流伺服系統原理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 數字伺服系統原理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 步進電動機系統設計73
5.1 步進電動機特性73
5.1.1 靜態特性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87
5.2.1 開環系統88
5.2.2 閉環系統90
5.3 參數測試90
5.3.1 靜態參數測試90
5.3.2 動態參數測試95
5.4 參數選型97
5.4.1 參數估算97
5.4.2 參數設定101
5.5 數學模型105
5.5.1 狀態變量與傳遞函數105
5.5.2 動態特性模型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 振盪和失步125
5.6.2 振盪和噪聲126
5.6.3 低頻振盪的抑制126
5.7 本章 小結129

第6章 伺服系統設計130
6.1 伺服系統需求分析130
6.1.1 伺服系統需求130
6.1.2 伺服系統優點131
6.1.3 伺服系統技術要求131
6.2 伺服系統總體方案設計132
6.2.1 伺服系統總體方案初步制訂132
6.2.2 伺服系統穩態設計133
6.2.3 建立系統數學模型及動態設計133
6.3 電-液伺服系統分析與設計134
6.3.1 電-液伺服系統總體方案設計134
6.3.2 電-液伺服系統穩態設計135
6.3.3 電-液伺服系統數學模型140
6.3.4 電-液伺服系統動態分析142
6.4 氣動伺服系統設計143
6.4.1 氣動伺服系統總體方案設計143
6.4.2 氣動伺服系統穩態設計146
6.4.3 氣動伺服系統數學模型150
6.4.4 氣動系統動態分析152
6.5 直流伺服系統設計152
6.5.1 直流伺服系統整體設計152
6.5.2 直流伺服系統穩態設計153
6.5.3 直流伺服系統數學模型161
6.5.4 直流伺服的動態分析設計163
6.6 交流伺服系統設計164
6.6.1 交流伺服系統總體設計164
6.6.2 交流伺服系統穩態設計165
6.6.3 交流伺服系統動態數學模型175
6.6.4 交流伺服系統動態分析178
6.7 全數字伺服系統178
6.7.1 全數字伺服系統總體設計178
6.7.2 全數字伺服系統穩態設計180
6.7.3 數字控制程序設計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功能說明193
7.1.2 系統硬件選型與搭建194
7.1.3 電氣控制原理圖197
7.1.4 系統軟件程序設計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功能說明202
7.2.2 系統硬件選型與搭建203
7.2.3 電氣控制原理圖205
7.2.4 系統軟件程序設計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功能說明211
7.3.2 系統硬件選型與搭建212
7.3.3 電氣控制原理圖213
7.3.4 系統軟件程序設計214
7.4 本章 小結215

第8章 三菱步進伺服系統的控制應用技術216
8.1 三菱伺服系統模塊組成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 三菱交流伺服系統各端子功能以及內部電路220
8.2.1 三菱交流伺服系統外圍接線221
8.2.2 三菱交流伺服系統各端子及功能說明222
8.2.3 三菱伺服系統接口說明223
8.3 三菱伺服系統的工作模式227
8.3.1 三菱MR-J2S-A伺服系統位置控制模式228
8.3.2 三菱MR-J2S-A伺服系統速度控制模式234
8.3.3 三菱MR-J2S-A伺服系統轉矩控制模式237
8.4 三菱伺服系統的設計238
8.4.1 三菱MR-J2S-A伺服系統控制模式選擇239
8.4.2 三菱伺服電動機型號選擇240
8.4.3 三菱伺服系統其他配件規格選擇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MR-J2S-A基本參數設置255
8.5 本章 小結259

第9章 步進伺服系統綜合應用實例260
9.1 西門子數控伺服系統在軋輥車床的應用260
9.1.1 西門子840D數控伺服系統及軋輥車床基本概念260
9.1.2 西門子840D數控伺服系統硬件配置263
9.1.3 基於西門子840D系統的軋輥車床軟件配置277
9.2 電液伺服系統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-液伺服系統下仿形銑床的基本參數290
9.2.3 仿形銑床的基本控制方式292
9.2.4 數字隨動銑床293
9.2.5 液壓伺服下仿形銑床的檢修方式294
9.3 基於DSP的混合式步進電動機伺服系統296
9.3.1 基於DSP的混合式步進電動機系統功能說明296
9.3.2 系統硬件設計297
9.3.3 系統軟件設計305
9.4 本章 小結317