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绪论1

第1章 自动控制系统的构造方法3

1.1物体运动控制系统的设计方法4

1.1.1功能添加法4

1.1.2步进逻辑公式法7

1.1.3运动控制系统的基本辅助功能与构造规律12

1.1.4步进逻辑公式法应用举例20

1.1.5最少程序步判别定理及其应用举例29

1.2恒值控制系统的形成方法33

1.2.1系统的抑制能力34

1.2.2抑制定理与反馈定理37

1.2.3恒值控制系统设计方法应用举例38

1.3机器人控制基础与运动轨迹规划简介44

1.3.1机器人控制系统的结构和工作原理44

1.3.2机器人控制系统的特点及其控制方式47

1.3.3机器人的轨迹规划49

1.3.4插补方式的分类与轨迹控制52

1.3.5机器人轨迹插值计算52

1.3.6机器人路径的实现方法59

习题59

第2章 单闭环调速控制系统的构成及计算机仿真62

2.1开环调速控制系统的构造过程及其静特性62

2.1.1开环调速控制系统的动、静态结构图62

2.1.2晶闸管-电动机系统的特殊问题66

2.2单闭环调速控制系统的动、静态分析与设计68

2.2.1生产工艺要求与控制系统转速降之间的关系69

2.2.2单闭环调速控制系统的抗干扰能力70

2.2.3单闭环调速控制系统的限流保护方法71

2.2.4控制系统的稳定条件及校正72

2.2.5系统的静态参数计算73

2.3电压负反馈电流补偿控制的调速系统74

2.3.1电压负反馈调速控制系统74

2.3.2电流正反馈和补偿控制规律76

2.3.3电流补偿控制调速系统的数学模型和稳定条件77

2.4 Simulink建模与仿真技术78

2.4.1计算机仿真技术的基础知识及Simulink使用入门79

2.4.2仿真参数设置及仿真速度的控制方法91

2.4.3子系统的生成及其封装技术96

2.4.4多组参数同时仿真技术106

2.5 PID调节器控制规律分析108

2.5.1比例调节器的时域表达式和控制规律109

2.5.2积分调节器的时域表达式和控制规律111

2.5.3比例积分调节器的时域表达式和控制规律112

2.5.4微分调节器的时域表达式和控制规律113

2.5.5比例微分调节器的时域表达式和控制规律115

2.5.6 PID调节器的时域表达式和控制规律116

2.6单闭环运动控制系统的应用实例分析117

2.6.1单闭环直流调速控制系统应用实例117

2.6.2单闭环交流异步电动机调速控制系统应用实例119

习题120

第3章 多闭环控制系统的构造及现场总线123

3.1转速电流双闭环调速控制系统及其静态特性123

3.1.1问题的提出及构造过程123

3.1.2静态结构图及静态特性127

3.2双闭环调速控制系统的动态性能及其仿真129

3.2.1动态数学模型129

3.2.2突加给定时的起动过程仿真分析130

3.2.3动态性能和两个调节器的作用132

3.2.4调节器的设计与存在的问题133

3.3无转速超调的双闭环调速控制系统135

3.3.1瞬间降低转速给定电压Un135

3.3.2自动提高转速反馈电压Un135

3.4多闭环调速控制系统的构造过程及性能分析136

3.4.1带电流变化率内环的三环调速系统137

3.4.2全状态反馈调速控制系统138

3.4.3带能耗制动单元的全状态反馈调速控制系统139

3.4.4闭环数目的限制与带预控制调节器的闭环系统140

3.5弱磁控制的直流调速控制系统141

3.5.1问题的提出及解决原则141

3.5.2弱磁控制直流调速系统的构造过程142

3.6 PROFIBUS通信和网络组态145

3.6.1通信基础知识146

3.6.2现场总线概述147

3.6.3 ROFIBUS网络通信概述151

3.6.4 PROFIBUS-DP的主要特点156

3.6.5 PROFIBUS-DP网络组态过程及数据传输命令159

3.6.6 PROFIBUS-DP网络常见通信故障的处理165

3.7 PROFINET、 MODBUS和CAN现场总线应用简介166

3.7.1 PROFINET现场总线166

3.7.2 MODBUS现场总线172

3.7.3基于 RS-232协议的CAN总线网络175

习题179

第4章 可逆调速控制系统及脉宽调制电路183

4.1晶闸管-电动机系统的可逆电路及其回馈制动183

4.1.1可逆运行理论分析184

4.1.2晶闸管-电动机系统的四象限运行方法185

4.1.3晶闸管-电动机系统的回馈制动条件186

4.2可逆电路中的环流及其抑制措施186

4.2.1环流及其种类186

4.2.2典型配合控制的定义188

4.2.3瞬时脉动环流及其抑制措施188

4.3有环流可逆调速控制系统及控制系统仿真190

4.3.1典型配合控制系统的组成分析190

4.3.2典型配合控制系统的制动过程分析192

4.3.3典型配合控制系统的仿真波形及应用场合194

4.3.4环流自控可逆调速控制系统197

4.4无环流可逆调速控制系统及控制系统仿真198

4.4.1问题的提出198

4.4.2逻辑控制装置的设计过程199

4.4.3逻辑控制无环流可逆调速控制系统的仿真波形205

4.5直流脉宽调速控制系统及控制系统仿真208

4.5.1脉宽调制主电路的形成过程208

4.5.2脉宽调制变换器的工作原理及构造过程210

4.5.3脉宽调制变换器的机械特性及数学模型218

4.5.4脉宽调速系统的控制电路219

4.5.5脉宽调速系统实例分析226

习题228

第5章 调速器的使用方法及常见故障维修231

5.1直流调速器的结构与控制系统软件组态231

5.1.1直流调速器性能概述231

5.1.2通用直流调速器的外围接线与内部结构233

5.1.3通用直流调速器控制系统组态方法237

5.1.4通用直流调速器的参数设置过程及优化方法239

5.1.5直流调速器常见故障的维修方法及实例241

5.2通用变频器的工作原理及维修244

5.2.1变频器的工作原理简介及分类244

5.2.2变频器的选择方法246

5.2.3变频器的故障诊断与维修248

5.3伺服控制器的选择方法253

5.3.1伺服电动机的选型255

5.3.2伺服单元的选型259

习题260

第6章 系统的人机界面设计及触摸屏的使用方法261

6.1人机界面研究的主要内容及常用认知心理学知识262

6.1.1人机界面的定义及研究的主要内容263

6.1.2研究人机界面所需要的基础知识263

6.1.3常用认知心理学基础知识264

6.2人机界面与控制系统外壳的色彩搭配267

6.2.1色彩基础与人机界面设计色彩搭配267

6.2.2控制系统中按钮和指示灯的颜色268

6.2.3控制系统中常用导线的颜色269

6.2.4控制系统外壳色彩搭配269

6.3显示与控制界面的设计原则270

6.3.1 显示界面的设计270

6.3.2显示与控制界面的布局设计原则272

6.3.3控制柜壳体内外部设计原则274

6.4触摸屏工作原理及MT500使用入门276

6.4.1触摸屏的基本工作原理及分类276

6.4.2触摸屏画面总体设计步骤278

6.4.3 EasyView500的安装及使用入门279

6.4.4 EasyView500触摸屏画面组态软件简介285

6.4.5 EB500触摸屏软件组态编辑操作举例294

6.5 MT500与XP270触摸屏常见技术问题的解决方法312

6.5.1 MT500触摸屏常见技术问题的解决方法312

6.5.2 XP270触摸屏常见技术问题的解决方法315

6.5.3触摸屏的常见故障及处理方法316

6.6 WinCC flexible 2008使用入门317

6.6.1 WinCC flexible 2008的特点与基础知识317

6.6.2 WinCC flexible 2008的项目组态方法与技巧320

6.6.3实例组态编辑程序分析326

习题340

第7章 运动控制系统工程实例341

7.1运动控制系统的设计原则与现场调试方法341

7.1.1运动控制系统设计的一般原则341

7.1.2运动控制系统设计的基本任务与内容342

7.1.3运动控制系统设计阶段的划分343

7.1.4设计阶段的电气工程文件的组成344

7.1.5运动控制系统的现场调试方法344

7.2 T44—4.0～14.0 × 1650钢板横剪线控制系统简介345

7.2.1矫平定尺送料装置的拖动系统要求及设计345

7.2.2系统人机界面设计348

7.2.3横剪线的关键控制技术及主控流程图350

7.3 HJ300硅钢片横剪线实仿程序简介351

7.3.1 HJ300线的控制系统PLC实仿程序编写352

7.3.2 HJ300线的控制系统人机界面实仿程序编写356

7.3.3 HJ300线的控制系统实仿程序调试358

7.4基于现场总线的拉幅定型机控制系统简介359

7.4.1拉幅定型机的作用和工艺流程359

7.4.2拉幅定型机控制系统的硬件设计359

7.4.3拉幅定型机控制系统的软件设计362

7.4.4控制系统的现场调试363

7.5螺旋焊管生产线钢板递送自动控制系统简介364

7.5.1螺旋焊管生产线控制系统的技术要求364

7.5.2螺旋焊管生产线钢板递送自动控制系统的硬件设计365

7.5.3螺旋焊管生产线钢板递送自动控制系统的软件设计368

7.5.4螺旋焊管生产线钢板递送自动控制系统的调试与运行372

习题372

附录373

附录A SPWM逆变器控制系统工作原理仿真实验373

附录B转速电流双闭环可逆调速控制系统仿真实验378

附录C典型控制系统外壳设计图实例381

附录D典型控制系统电气原理图384

部分习题解答394

参考文献403