第１章　概述１ 

１.１　伺服系统的组成１ 

１.２　对伺服系统的基本要求２ 

１.３　伺服系统的分类４ 

１.３.１　按调节理论分类４ 

１.３.２　按使用的驱动元件分类５ 

１.３.３　按使用直流伺服电机和交流伺服电机分类５ 

１.３.４　按进给驱动和主轴驱动分类６ 

１.３.５　按反馈比较控制方式分类６ 

１.４　伺服系统的发展历史与发展趋势９ 

１.４.１　伺服系统的发展历史９ 

１.４.２　数控伺服系统的发展趋势１１ 

第２章　伺服控制基础知识１３ 

２.１　运算放大器１３ 

２.１.１　反相比例放大器１３ 

２.１.２　反相比例加法运算放大器１５ 

２.１.３　同相比例放大器１５ 

２.１.４　积分运算放大器１６ 

２.１.５　比例积分运算放大器１７ 

２.１.６　运算放大器作为比较器使用１８ 

２.２　电力半导体器件１９ 

２.２.１　晶闸管（ＳＣＲ） １９ 

２.２.２　全控型电力半导体器件２１ 

２．２．３　智能功率模块（ＩＰＭ） ２３ 

２．３　伺服系统的动态特性２４ 

２．３．１　伺服系统的数学模型２４ 

２．３．２　伺服系统的动态特性分析２６

第３章　伺服系统常用传感器及检测装置２８ 

３.１　概述２８ 

３.１.１　伺服系统检测装置的作用与要求２８ 

３.１.２　伺服系统检测装置的分类２９ 

３.２　旋转变压器３０ 

３.２.１　结构和工作原理３０ 

３.２.２　旋转变压器的应用３１ 

３.３　感应同步器３２ 

３.３.１　基本原理３３ 

３.３.２　结构３３ 

３.３.３　感应同步器的检测系统３４ 

３.３.４　感应同步器的特点３８ 

３.３.５　感应同步器安装使用的注意事项３９ 

３.４　脉冲编码器３９ 

３.４.１　概述３９ 

３.４.２　增量式光电脉冲编码器４０ 

３.４.３　绝对值式光电脉冲编码器４５ 

３.５　光栅４８ 

３.５.１　光栅的种类与精度４８ 

３.５.２　工作原理５０ 

３.５.３　光栅检测装置５２ 

３.６　磁栅５５ 

３.６.１　磁性标尺５５ 

３.６.２　磁头５６ 

３.６.３　检测电路５８ 

３.７　测速发电机５９ 

３.７.１　交流异步测速发电机５９ 

３.７.２　直流测速发电机６０ 

３．８　球栅尺６１ 

３．８．１　概述６１ 

３．８．２　球栅尺的结构和工作原理６１ 

３．８．３　球栅尺的安装及应用６２ 

第４章　步进伺服系统６３ 

４．１　步进伺服系统概述６３ 

４．２　步进电动机的原理、特性及选用６４

４．２．１　步进电动机工作原理及运行方式６４ 

４.２.２　步进电动机的运行特性７１ 

４.２.３　步进电动机的选用７６ 

４.３　步进电动机的控制与驱动７７ 

４．３．１　基本问题７８ 

４.３.２　开关元件与驱动拓扑８０ 

４．３．３　步进电动机的驱动控制８１ 

４．４　步进伺服系统的应用８６ 

４．４．１　步进电动机的控制系统８６ 

４.４.２　步进电动机与微机的接口８７ 

４.４.３　步进电动机控制信号的产生及标度变换８９ 

４.４.４　步进电动机的运行控制及程序设计９２ 

４.４.５　步进电动机的变速控制及程序设计９５ 

第５章　直流伺服电动机及其速度控制１０８ 

５.１　直流（ＤＣ）伺服电动机概述１０８ 

５.１.１　直流伺服电动机的基本工作原理１０８ 

５.１.２　直流伺服电动机的基本结构１０９ 

５.１.３　直流伺服电动机的分类１１２ 

５.１.４　永磁直流伺服电动机１１４ 

５．１．５　无刷进给直流伺服电动机１１８ 

５.１.６　对直流伺服电动机的要求及选用１２１ 

５.２　直流电力拖动控制系统的基本知识１２６ 

５.２.１　电力拖动系统的组成１２６ 

５.２.２　他励直流电动机的起动１２６ 

５.２.３　他励直流电动机的机械特性１２８ 

５.２.４　他励直流电动机的人为特性１２９ 

５.２.５　直流电动机的调速方法１３１ 

５.２.６　直流力矩伺服电动机的特性１３２ 

５.２.７　电力拖动控制系统的主要技术指标１３４ 

５.３　直流电动机晶闸管供电的速度控制系统１３８ 

５.３.１　具有转速负反馈的单闭环晶闸管———电动机调速系统１３８ 

５.３.２　ＰＩ调节器与无静差转速负反馈单闭环调速系统１４１ 

５.３.３　晶闸管供电转速电流双闭环直流调速系统１４３ 

５.４　晶体管直流脉宽（ＰＷＭ）调速系统１４８ 

５.４.１　脉宽调制基本原理１４８ 

５.４.２　直流脉宽调速系统的控制电路１５９

５.４.３　Ｈ型倍频单极式开关放大器工作分析１６７ 

５.５　脉宽调速系统实例１７３ 

５.５.１　脉宽调制双环可逆调速系统１７３ 

５.５.２　双机双轴两相推挽斩波调速系统１７６ 

５.６　直流调速系统应用特点１７９ 

第６章　交流伺服电动机及其速度控制１８０ 

６.１　交流伺服电动机１８０ 

６.１.１　交流伺服电动机的分类和特点１８０ 

６．１．２　永磁同步交流进给伺服电动机１８１ 

６．１．３　感应式异步交流主轴伺服电动机１８３ 

６．１．４　交流伺服电动机的发展动向１８５ 

６.２　交流电动机调速原理１８７ 

６.２.１　交流调速的基本技术途径１８７ 

６.２.２　异步电动机的等效电路及机械特性１８８ 

６.２.３　交流变频调速系统基本分析１８９ 

６.３　变频调速技术１９１ 

６.３.１　变频器的分类与特点１９１ 

６.３.２　晶闸管交－直－交变频器１９５ 

６.３.３　脉宽调制型（ＰＷＭ）变频器２０４ 

６.３.４　正弦波脉宽调制（ＳＰＷＭ）变频器２０５ 

６.４　交流电动机的矢量控制调速系统２０８ 

６.４.１　概述２０８ 

６.４.２　矢量变换的运算功能及原理电路２０９ 

６.４.３　磁通的检测２１３ 

６.５　矢量变换控制的ＳＰＷＭ调速系统２１４ 

６.６　无整流子电动机调速系统２１６ 

６．７　全数字式交流伺服系统２１８ 

６．７．１　全数字伺服的特点２１８ 

６．７．２　前馈控制简介２１９ 

６．７．３　全数字伺服系统举例２２０ 

６.８　交流伺服系统的发展动向２２２ 

第７章　位置伺服系统２２３ 

７.１　进给伺服系统的概述２２３ 

７.１.１　伺服系统常用的控制方式２２３ 

７.１.２　数控机床运动方式对伺服系统的要求２２６

７.１.３　检测信号反馈比较方式２２７ 

７.２　进给伺服系统分析２２７ 

７.２.１　进给伺服系统的数学模型２２７ 

７.２.２　进给伺服系统的动、静态性能分析２２９ 

７.２.３　位置伺服控制技术２３１ 

７.２.４　位置指令信号分析２３７ 

７.２.５　指令值的修正２３８ 

７.３　脉冲比较的进给伺服系统２３９ 

７.３.１　脉冲比较式进给位置伺服系统２３９ 

７.３.２　脉冲比较进给系统组成原理２４１ 

７.３.３　脉冲比较电路２４１ 

７.４　相位比较的进给伺服系统２４４ 

７.４.１　相位伺服进给系统组成原理２４４ 

７.４.２　脉冲调相器２４５ 

７.４.３　鉴相器２４７ 

７.５　幅值比较的进给伺服系统２４９ 

７.５.１　幅值伺服系统组成原理２４９ 

７.５.２　鉴幅器２５１ 

７.５.３　电压－频率变换器２５２ 

７.５.４　脉冲调宽式正余弦信号发生器２５３ 

７.６　数据采样式进给伺服系统２５５ 

７.６.１　数据采样式进给位置伺服系统２５５ 

７.６.２　反馈补偿式步进电动机进给伺服系统２５７ 

第８章　直线伺服系统及新型驱动技术２５９ 

８.１　直线伺服系统概述２５９ 

８.１.１　直线伺服电动机的结构和分类２６０ 

８.１.２　直线伺服系统的特点２６２ 

８.２　直线电动机的工作原理和控制方法２６４ 

８.２.１　直线电动机的基本工作原理２６４ 

８.２.２　直线电动机的控制方法２６５ 

８.３　直线伺服系统的应用２６８ 

８.３.１　直线伺服系统控制２６８ 

８.３.２　直线电动机的冷却２７１ 

８.３.３　直线电动机的选择２７２ 

８．３．４　直线电动机在机床上的应用２７２ 

８．４　新型驱动技术及元件２７６

８．４．１　传统改进型电磁式驱动技术２７６ 

８．４．２　新发展型电磁式驱动技术２７７ 

８．４．３　非电磁驱动技术２７７ 

８.４.４　新型驱动元件２７９ 

第９章　电液伺服系统２８２ 

９．１　电液伺服系统概述２８２ 

９．１．１　电液伺服系统组成２８２ 

９．１．２　电液伺服系统种类２８２ 

９．１．３　电液伺服系统工作原理２８４ 

９．１．４　电液伺服系统优缺点２８４ 

９．１．５　电液伺服系统发展方向２８５ 

９．２　电液伺服阀２８５ 

９．２．１　电液伺服阀组成２８６ 

９．２．２　电液伺服阀分类２８６ 

９．２．３　电液伺服阀特性２８８ 

９．２．４　电液伺服阀的选用２９１ 

９．３　电液伺服马达２９３ 

９．３．１　电液伺服马达组成及工作原理２９３ 

９．３．２　电液伺服马达分类２９３ 

９．３．３　电液伺服马达的应用２９５ 

９．４　电液伺服油缸２９５ 

９．４．１　电液伺服油缸组成及分类２９５ 

９．４．２　电液伺服油缸原理２９６ 

９．４．３　电液伺服缸与普通液压缸的比较２９６ 

９．５　电液伺服系统模型及分析２９７ 

９．５．１　电液伺服系统模型建立２９８ 

９．５．２　电液伺服系统模型的动态分析３０３ 

９．６　典型电液伺服系统应用３０６ 

参考文献３０９