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2013-4-30 23:02 上傳
內容推薦
電子技術、微電子技術、通訊技術、傳感器技術及現代控制技術的發展和科技進步，促進了運動控制技術和運動控制系統的普及與應用。
運動控制系統是由硬件電路和控制軟件組成的復雜系統，幾乎涵擴了電子、計算機、微電子、傳感器、機電一體化和自動控制等全部工科領域。為提高國內學者對硬件電路設計的重視程度，并進一步領會軟硬件協同設計的思路與方法，著者在總結自己學習心得體會與工程項目設計經驗基礎上編寫了本書。
本書介紹了運動控制系統核心控制芯片、傳感與反饋系統、執行與驅動系統、通訊系統、嵌入式與PC應用、控制理論與方法及工程實際等內容，既是著者從事教學、科研和工程設計的經驗總結，也希望能夠為國內相關領域和方向的本科生、碩士研究生、博士研究生和工程設計人員從事工程設計時提供較新的設計資料、思路以供參考。
目錄
前言
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 運動控制系統分類與特點
1.3 運動控制系統功能設計
1.4 運動控制系統設計關鍵技術
1.5 最新進展
1.6 本書章節安排
第二章 ADSP-2181原理與系統設計
2.1 ADSP-21xx系列定點DSP結構
2.1.1 基本內核結構
2.1.2 21xx系列定點DSP結構與選型
2.1.3 21xx系列定點DSP特點
2.2 ADSP-2181應用系統設計
2.2.1 2181資源
2.2.2 218l應用系統設計
2.3 ADSP-2181 PM／DM／IO擴展
2.3.1 2181基本系統配置
2.3.2 程序存儲器（PM）擴展
2.3.3 數據存儲器（DM）擴展
2.3.4 I／O擴展
2.3.5 復合存儲器擴展
2.4 ADSP-218l DMA功能與擴展
2.4.1 BDMA功能
2.4.2 IDMA功能
2.4.3 總線請求與確認
2.5 ADSP-2181串口擴展
2.6 本章小結
第三章 傳感與反饋系統
3.1 轉換原理與結構
3.1.1 A／D轉換原理與結構
3.1.2 V／F原理與結構
3.2 常用轉換器選型
3.2.1 A／D轉換器選型
3.2.2 V／F轉換器選型
3.3 電學量檢測原理與系統設計
3.4 機械量檢測原理與系統設計
3.4.1 位移／位置量檢測方法
3.4.2 速度量檢測方法
3.4.3 加速度量檢測方法
3.5 力學量檢測原理與系統設計
3.6 傳感與反饋系統設計注意事項
3.7 本章小結
第四章 伺服電機與運動控制系統
4.1 驅動電機分類與選擇
4.2 直流電機與伺服驅動
4.2.1 直流電機控制原理
4.2.2 直流電機PWM控制
4.2.3 直流電機D／A控制
4.2.4 直流電機混合控制
4.3 交流電機與伺服驅動
4.3.1 交流異步電機控制原理
4.3.2 恒U／f比變頻調速與SPWM調速
4.3.3 磁鏈跟蹤控制
4.3.4 磁束矢量控制原理與系統實現
4.3.5 直接轉矩控制原理與系統實現
4.4 本章小結
第五章 數據通訊系統設計（一）
5.1 數據通訊系統結構
5.2 RS-232通訊網絡
5.2.1 RS-232硬件電路設計
5.2.2 RS-232數據通訊程序設計
5.2.3 RS-232數據通訊網絡實現注意事項
5.3 RS-485通訊網絡
5.3.1 RS-485硬件電路設計
5.3.2 RS-485數據通訊程序設計
5.3.3 RS-485數據通訊網絡實現注意事項
5.4 本章小結
第六章 數據通訊系統（二）
6.1 CAN總線通訊網絡
6.1.1 CAN硬件電路設計
6.1.2 CAN數據通訊程序設計
6.1.3 CAN數據通訊網絡實現注意事項
6.2 USB總線通訊網絡
6.2.1 USB硬件電路設計
6.2.2 USB數據通訊程序設計
6.2.3 混合式串行數據通訊系統設計
6.2.4 USB數據通訊網絡實現注意事項
6.3 并行數據通訊系統
6.4 本章小結
第七章 可編程芯片與嵌入式系統（一）
7.1 可編程芯片簡介
7.2 GALl6V8芯片系統設計
7.2.1 工作模式和組態
7.2.2 常用開發工具
7.2.3 GAU6V8開發實例
7.2.4 GAL器件開發注意事項
7.3 PSD芯片系統設計
7.3.1 PSD系列芯片基本特征
7.3.2 PSD813Fx芯片功能
7.3.3 PSD813Fx芯片開發過程
7.3.4 PSD芯片開發注意事項
7.4 本章小結
第八章 可編程芯片與嵌入式系統（二）
8.1 CPLD／FPGA芯片特點
8.2 CPLD芯片系統設計
8.2.1 EPM7128芯片基本特征
8.2.2 EPM7128芯片功能
8.2.3 EPM7128S芯片開發過程
8.2.4 EPM7128S芯片開發注意事項
8.3 FPGA芯片系統設計
8.3.1 FLEX6000芯片基本特征
8.3.2 EPF6016芯片功能
8.3.3 EPF6016芯片開發過程
8.3.4 EPF6016芯片開發注意事項
8.4 本章小結
第九章 PC-based運動控制系統設計
9.1 微機原理簡介
9.1.1 PC主板結構
9.1.2 常用芯片組
9.1.3 芯片組架構
9.1.4 微機總線
9.2 ISA總線及板卡設計原理
9.2.1 ISA總線特點
9.2.2 ISA總線板卡設計原理
9.2.3 ISA總線板卡常用結構
9.2.4 其他ISA總線
9.3 PCI總線及板卡設計原理
9.3.1 PCI總線特點
9.3.2 PCI總線板卡設計原理
9.3.3 PCI板卡常用結構
9.3.4 其他PCI總線
9.4 板卡驅動程序設計
9.4.1 驅動程序類型
9.4.2 WDM模型結構
9.4.3 常用開發工具
9.4.4 WinDriver板卡驅動程序開發
9.5 PC-based運動控制程序設計
9.6 本章小結
第十章 PID控制與實現
10.1 PID控制概述
10.1.1 PID控制原理
10.1.2 PID控制特點
10.1.3 PID控制的應用
10.1.4 PID控制器的參數整定
10.2 比例（P）控制環節
10.3 積分（I）控制環節
10.4 比例積分（PI）控制
10.5 微分（D）及比例微分（PD）控制環節
10.6 比例積分微分（PID）控制
10.7 控制方式的選擇
10.8 PID控制器的參數整定
10.8.1 參數整定的說明
10.8.2 臨界比例度法
10.8.3 衰減曲線法
10.8.4 經驗法
10.9 PID控制實例
10.9.1 系統硬件組成
10.9.2 建模與仿真
10.9.3 上位機控制的實現
10.10 本章小結
第十一章 模糊控制技術與實現
11.1 概述
11.1.1 模糊控制的背景起源及特點
11.1.2 模糊控制的發展階段與應用概況
11.2 模糊理論的數學基礎
11.2.1 經典集合及其運算
11.2.2 模糊集合及其運算
11.2.3 模糊集合與經典集合的聯系
11.2.4 關于隸屬函數
11.3 模糊邏輯與模糊推理
11.3.1 模糊邏輯
11.3.2 模糊推理
11.4 模糊控制技術基礎
11.4.1 模糊控制基本原理
11.4.2 模糊化方法
11.4.3 解模糊方法
11.4.4 模糊控制規則及控制算法
11.5 模糊控制器的設計
11.5.1 模糊控制器的基本結構
11.5.2 模糊控制器的結構設計
11.6 模糊控制應用實例
11.7 本章小結
第十二章 運動控制系統實例（一）
12.1 溜冰機器人運動控制系統實例
12.1.1 溜冰機器人原理與結構
12.1.2 溜冰機器人非完整運動學狀態空間方程
12.1.3 溜冰機器人控制系統設計
12.2 自動導引車運動控制系統實例
12.2.1 AGV結構與原理
12.2.2 運動學假設與分析
12.2.3 非完整運動學狀態空間的建立
12.2.4 AGV控制器設計
12.2.5 運動控制程序設計
第十三章 DAS運動控制系統實例（二）
13.1 多機器人協調吊裝實驗平臺實例
13.1.1 系統功能與結構
13.1.2 硬件電路設計
13.1.3 軟件設計
13.1.4 控制算法
13.2 倒立擺運動控制實例
13.2.1 單級倒立擺機械系統結構
13.2.2 倒立擺運動控制系統
13.2.3 運動控制算法
13.3 旋翼直升機運動控制系統實例
13.3.1 剛體與非完整系統假定
13.3.2 非完整運動學狀態空間方程的建立
13.3.3 基于極點配置法的全狀態反饋控制器設計
13.3.4 嵌入式運動控制器硬件設計
13.3.5 PWM信號占空比的確定
參考文獻
附錄
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在線試讀部分章節
第一章 緒論
生活質量和水平是現代文明社會和和諧社會的標志之一。作為生產物質資料的生活資料的機器和設備，其自動化程度和加工水平隨計算機技術、電子技術、微電子技術、傳感技術、通訊技術和控制技術等的發展而日益提高，作為其核心的運動控制系統發揮了重要作用。
本章將在簡要介紹運動控制系統定義、分類及其特點的基礎上，講述其功能設計方法和運動控制系統設計涉及的關鍵技術。
1.1 引言
反饋系統（feedback system）、伺服系統（servo system）和運動控制系統（motion control system）是機電工程和自動化工程教科書和文獻資料中經常使用的詞匯，是自動化領域重要研究內容之一。自Motion control和Motion contro1 system定義出現之后，運動控制系統更成為最近幾年的新興研究領域。
反饋原理是自動控制的基本原理之一。所謂反饋原理，就是根據系統實際輸出與期望輸出之間的偏差，通過適當的控制原理或／和控制方法消除偏差以獲得預期系統性能的方法。反饋系統是基于反饋原理建立，并根據系統輸出變化信息進行實時調節的自動控制系統。從硬件電路上看，反饋系統由前向通道和后向通道（反饋通道）組成。其中，前向通道完成控制器至執行器之間的控制信號傳遞，后向通道完成輸出至控制器的信號反饋功能。二者通過控制器相連，組成一完整的閉合回路。因此，反饋控制系統有時也稱為閉環控制系統，結構如圖1.1所示。
閉環是自動控制系統的基本結構，反饋控制是自動控制系統的主要形式。在現代控制理論中，圖1.1所示的反饋系統是使用系統輸出進行反饋的。更為廣義的反饋系統還包括狀態反饋和輸出至狀態變量x反饋等兩種形式，尤其是基于狀態反饋的極點配置法更是最常用的現代控制方法之一。
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