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運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)教程/王海梅

運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)教程/王海梅

作者：王海梅
出版社：電子工業(yè)出版社出版時(shí)間：2020-11-01
開本： 其他 頁數(shù)： 156
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運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)教程/王海梅 版權(quán)信息

運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)教程/王海梅 本書特色

1)工程背景強(qiáng)，能夠體現(xiàn)復(fù)雜工程問題的解決方案。所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都來自實(shí)際工程問題，例如，柔性關(guān)節(jié)的控制與機(jī)器人、航天器中的柔性關(guān)節(jié)的控制問題類似，柔性尺可以很好地模擬機(jī)器人和航天器上柔性連桿的工作狀態(tài)。2)多學(xué)科交叉。將控制理論所涉及的三個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科：力學(xué)、數(shù)學(xué)和電學(xué)(含計(jì)算機(jī))有機(jī)的結(jié)合起來。3)結(jié)構(gòu)體系清晰。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目遵循：理論分析→系統(tǒng)建！惴ㄔO(shè)計(jì)→系統(tǒng)仿真→實(shí)際系統(tǒng)調(diào)試→控制性能分析的設(shè)計(jì)思路。

運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)教程/王海梅 內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書以Quanser旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)系列實(shí)驗(yàn)裝置為基礎(chǔ)，全面系統(tǒng)地介紹了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案及運(yùn)動(dòng)控制設(shè)計(jì)理論與方法。全書分6章，章介紹Quanser實(shí)時(shí)仿真控制系統(tǒng)的軟件平臺(tái)及硬件接口。第2～6章針對(duì)五種典型的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置（QUBE-Servo 2 USB旋轉(zhuǎn)倒立擺、SRV02旋轉(zhuǎn)伺服基本單元、BB01球桿系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)柔性尺、旋轉(zhuǎn)柔性關(guān)節(jié)）編排教程內(nèi)容，包括實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)介紹、系統(tǒng)分析與建模、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)練習(xí)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涵蓋對(duì)象建模、穩(wěn)定性分析、速度與位置控制、經(jīng)典與現(xiàn)代控制算法設(shè)計(jì)等。附錄A介紹了SRV02旋轉(zhuǎn)伺服基本單元接口功能的實(shí)現(xiàn)方法。書中還結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)，針對(duì)控制過程中存在的非線性、飽和、噪聲等實(shí)際工程問題引導(dǎo)學(xué)生展開分析研究。

運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)教程/王海梅 目錄

目 錄
第1章 QUARC軟件與硬件接口模塊介紹 1
1．1 QUARC實(shí)時(shí)控制軟件 1
1．2 數(shù)據(jù)采集板 3
1．2．1 設(shè)備簡(jiǎn)介 3
1．2．2 主要技術(shù)參數(shù) 4
1．3 功率放大器 6
1．3．1 設(shè)備簡(jiǎn)介 6
1．3．2 主要技術(shù)參數(shù) 7
第2章 QUBE-Servo 2 USB旋轉(zhuǎn)倒立擺 8
2．1 系統(tǒng)介紹 8
2．1．1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 8
2．1．2 主要部件及技術(shù)參數(shù) 10
2．2 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) 13
2．2．1 電機(jī)控制基礎(chǔ) 13
2．2．2 信號(hào)濾波 15
2．2．3 穩(wěn)定性分析 17
2．2．4 階躍響應(yīng)法建模 18
2．2．5 機(jī)理法建模 21
2．2．6 二階系統(tǒng) 23
2．2．7 PD控制 24
2．2．8 超前校正 27
2．2．9 擺桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量 30
2．2．10 旋轉(zhuǎn)倒立擺測(cè)量模型 31
2．2．11 穩(wěn)擺控制 33
2．2．12 狀態(tài)空間法建模 36
2．2．13 起擺控制 38
2．2．14 *優(yōu)LQR控制 41
第3章 SRV02旋轉(zhuǎn)伺服基本單元 45
3．1 系統(tǒng)介紹 45
3．1．1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 45
3．1．2 主要部件及技術(shù)參數(shù) 46
3．1．3 設(shè)備連接 50
3．1．4 部件測(cè)試與故障診斷 53
3．2 SRV02建模 54
3．2．1 機(jī)理法建模 55
3．2．2 實(shí)驗(yàn)建模 57
3．2．3 建模結(jié)果 62
3．3 SRV02位置控制 62
3．3．1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo) 62
3．3．2 控制器設(shè)計(jì) 62
3．3．3 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 64
3．3．4 實(shí)驗(yàn)練習(xí) 65
3．3．5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 70
3．4 SRV02速度控制 71
3．4．1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo) 71
3．4．2 控制器設(shè)計(jì) 71
3．4．3 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 76
3．4．4 實(shí)驗(yàn)練習(xí) 76
3．4．5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 80
第4章 BB01球桿系統(tǒng) 82
4．1 系統(tǒng)介紹 82
4．1．1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 82
4．1．2 主要部件及技術(shù)參數(shù) 83
4．1．3 系統(tǒng)裝配與設(shè)備連接 84
4．2 系統(tǒng)分析與建模 86
4．2．1 機(jī)理法建模 86
4．2．2 球桿系統(tǒng)串級(jí)控制設(shè)計(jì) 89
4．3 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 92
4．4 實(shí)驗(yàn)練習(xí) 93
4．4．1 運(yùn)用理想PD控制器的串級(jí)控制系統(tǒng)仿真 93
4．4．2 運(yùn)用實(shí)際PD控制器、考慮伺服單元的串級(jí)控制 97
4．5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 100
第5章 旋轉(zhuǎn)柔性尺 101
5．1 系統(tǒng)介紹 101
5．1．1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 101
5．1．2 柔性尺模塊技術(shù)參數(shù) 102
5．1．3 系統(tǒng)裝配與設(shè)備連接 102
5．2 系統(tǒng)分析與建模 104
5．2．1 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模 104
5．2．2 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 108
5．2．3 實(shí)驗(yàn)練習(xí) 109
5．2．4 建模實(shí)驗(yàn)結(jié)果 112
5．3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 112
5．3．1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo) 112
5．3．2 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì) 113
5．3．3 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 114
5．3．4 實(shí)驗(yàn)練習(xí) 114
5．3．5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 117
第6章 旋轉(zhuǎn)柔性關(guān)節(jié) 119
6．1 系統(tǒng)介紹 119
6．1．1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 119
6．1．2 主要部件及技術(shù)參數(shù) 120
6．1．3 系統(tǒng)裝配與設(shè)備連接 121
6．2 系統(tǒng)分析與建模 123
6．2．1 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模 123
6．2．2 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 125
6．2．3 實(shí)驗(yàn)練習(xí) 125
6．2．4 建模實(shí)驗(yàn)結(jié)果 129
6．3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 130
6．3．1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo) 130
6．3．2 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì) 130
6．3．3 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 132
6．3．4 實(shí)驗(yàn)練習(xí) 132
6．3．5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 136
附錄A SRV02接口功能實(shí)現(xiàn) 137
A．1 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng) 137
A．2 使用電位器測(cè)量位置 140
A．3 使用轉(zhuǎn)速計(jì)測(cè)量速度 142
A．4 使用編碼器測(cè)量位置 144
A．5 數(shù)據(jù)保存與曲線繪制 146
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運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)教程/王海梅 作者簡(jiǎn)介

王海梅，博士，南京理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心主任、碩士生導(dǎo)師、主要研究方向：智能信息處理、控制理論及應(yīng)用。獲***、省級(jí)高校自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備一、二、三等獎(jiǎng)各1項(xiàng)。承擔(dān)"控制工程基礎(chǔ)”、"過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)”等課程的教學(xué)。主持省級(jí)以上教改課題3項(xiàng)，獲國(guó)家教學(xué)成果獎(jiǎng)3項(xiàng)、省級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)1項(xiàng)。主要參與建設(shè)的"控制工程基礎(chǔ)”獲***精品資源共享課程（2016.6）和國(guó)家精品課程（2004.12）。

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