《运动控制系统原理、结构与设计》讲述了：电子技术、微电子技术、通讯技术、感测器技术及现代控制技术的发展和科技进步，促进了运动控制技术和运动控制系统的普及与套用。运动控制系统是由硬体电路和控制软体组成的複杂系统，几乎涵扩了电子、计算机、微电子、感测器、机电一体化和自动控制等全部工科领域。为提高国内学者对硬体电路设计的重视程度，并进一步领会软硬体协同设计的思路与方法，着者在总结自己学习心得体会与工程项目设计经验基础上编写了《运动控制系统原理、结构与设计》。

前言

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 运动控制系统分类与特点

1.3 运动控制系统功能设计

1.4 运动控制系统设计关键技术

1.5 最新进展

1.6 本书章节安排

第二章 ADSP-2181原理与系统设计

2.1 ADSP-21xx系列定点DSP结构

2.1.1 基本核心结构

2.1.2 21xx系列定点DSP结构与选型

2.1.3 21xx系列定点DSP特点

2.2 ADSP-2181套用系统设计

2.2.1 2181资源

2.2.2 218l套用系统设计

2.3 ADSP-2181 PM/DM/IO扩展

2.3.1 2181基本系统配置

2.3.2 程式存储器（PM）扩展

2.3.3 数据存储器（DM）扩展

2.3.4 I/O扩展

2.3.5 複合存储器扩展

2.4 ADSP-218l DMA功能与扩展

2.4.1 BDMA功能

2.4.2 IDMA功能

2.4.3 汇流排请求与确认

2.5 ADSP-2181串口扩展

2.6 本章小结

第三章 感测与反馈系统

3.1 转换原理与结构

3.1.1 A/D转换原理与结构

3.1.2 V/F原理与结构

3.2 常用转换器选型

3.2.1 A/D转换器选型

3.2.2 V/F转换器选型

3.3 电学量检测原理与系统设计

3.4 机械量检测原理与系统设计

3.4.1 位移/位置量检测方法

3.4.2 速度量检测方法

3.4.3 加速度量检测方法

3.5 力学量检测原理与系统设计

3.6 感测与反馈系统设计注意事项

3.7 本章小结

第四章 伺服电机与运动控制系统

4.1 驱动电机分类与选择

4.2 直流电机与伺服驱动

4.2.1 直流电机控制原理

4.2.2 直流电机PWM控制

4.2.3 直流电机D/A控制

4.2.4 直流电机混合控制

4.3 交流电机与伺服驱动

4.3.1 交流异步电机控制原理

4.3.2 恆U/f比变频调速与SPWM调速

4.3.3 磁链跟蹤控制

4.3.4 磁束矢量控制原理与系统实现

4.3.5 直接转矩控制原理与系统实现

4.4 本章小结

第五章 数据通讯系统设计（一）

5.1 数据通讯系统结构

5.2 RS-232通讯网路

5.2.1 RS-232硬体电路设计

5.2.2 RS-232数据通讯程式设计

5.2.3 RS-232数据通讯网路实现注意事项

5.3 RS-485通讯网路

5.3.1 RS-485硬体电路设计

5.3.2 RS-485数据通讯程式设计

5.3.3 RS-485数据通讯网路实现注意事项

5.4 本章小结

第六章 数据通讯系统（二）

6.1 CAN汇流排通讯网路

6.1.1 CAN硬体电路设计

6.1.2 CAN数据通讯程式设计

6.1.3 CAN数据通讯网路实现注意事项

6.2 USB汇流排通讯网路

6.2.1 USB硬体电路设计

6.2.2 USB数据通讯程式设计

6.2.3 混合式串列数据通讯系统设计

6.2.4 USB数据通讯网路实现注意事项

6.3 并行数据通讯系统

6.4 本章小结

第七章 可程式晶片与嵌入式系统（一）

7.1 可程式晶片简介

7.2 GALl6V8晶片系统设计

7.2.1 工作模式和组态

7.2.2 常用开发工具

7.2.3 GAU6V8开发实例

7.2.4 GAL器件开发注意事项

7.3 PSD晶片系统设计

7.3.1 PSD系列晶片基本特徵

7.3.2 PSD813Fx晶片功能

7.3.3 PSD813Fx晶片开发过程

7.3.4 PSD晶片开发注意事项

7.4 本章小结

第八章 可程式晶片与嵌入式系统（二）

8.1 CPLD/FPGA晶片特点

8.2 CPLD晶片系统设计

8.2.1 EPM7128晶片基本特徵

8.2.2 EPM7128晶片功能

8.2.3 EPM7128S晶片开发过程

8.2.4 EPM7128S晶片开发注意事项

8.3 FPGA晶片系统设计

8.3.1 FLEX6000晶片基本特徵

8.3.2 EPF6016晶片功能

8.3.3 EPF6016晶片开发过程

8.3.4 EPF6016晶片开发注意事项

8.4 本章小结

第九章 PC-based运动控制系统设计

9.1 微机原理简介

9.1.1 PC主机板结构

9.1.2 常用晶片组

9.1.3 晶片组架构

9.1.4 微机汇流排

9.2 ISA汇流排及板卡设计原理

9.2.1 ISA汇流排特点

9.2.2 ISA汇流排板卡设计原理

9.2.3 ISA汇流排板卡常用结构

9.2.4 其他ISA汇流排

9.3 PCI汇流排及板卡设计原理

9.3.1 PCI汇流排特点

9.3.2 PCI汇流排板卡设计原理

9.3.3 PCI板卡常用结构

9.3.4 其他PCI汇流排

9.4 板卡驱动程式设计

9.4.1 驱动程式类型

9.4.2 WDM模型结构

9.4.3 常用开发工具

9.4.4 WinDriver板卡驱动程式开发

9.5 PC-based运动控制程式设计

9.6 本章小结

第十章 PID控制与实现

10.1 PID控制概述

10.1.1 PID控制原理

10.1.2 PID控制特点

10.1.3 PID控制的套用

10.1.4 PID控制器的参数整定

10.2 比例（P）控制环节

10.3 积分（I）控制环节

10.4 比例积分（PI）控制

10.5 微分（D）及比例微分（PD）控制环节

10.6 比例积分微分（PID）控制

10.7 控制方式的选择

10.8 PID控制器的参数整定

10.8.1 参数整定的说明

10.8.2 临界比例度法

10.8.3 衰减曲线法

10.8.4 经验法

10.9 PID控制实例

10.9.1 系统硬体组成

10.9.2 建模与仿真

10.9.3 上位机控制的实现

10.10 本章小结

第十一章 模糊控制技术与实现

11.1 概述

11.1.1 模糊控制的背景起源及特点

11.1.2 模糊控制的发展阶段与套用概况

11.2 模糊理论的数学基础

11.2.1 经典集合及其运算

11.2.2 模糊集合及其运算

11.2.3 模糊集合与经典集合的联繫

11.2.4 关于隶属函式

11.3 模糊逻辑与模糊推理

11.3.1 模糊逻辑

11.3.2 模糊推理

11.4 模糊控制技术基础

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 模糊控制规则及控制算法

11.5 模糊控制器的设计

11.5.1 模糊控制器的基本结构

11.5.2 模糊控制器的结构设计

11.6 模糊控制套用实例

11.7 本章小结

第十二章 运动控制系统实例（一）

12.1 溜冰机器人运动控制系统实例

12.1.1 溜冰机器人原理与结构

12.1.2 溜冰机器人非完整运动学状态空间方程

12.1.3 溜冰机器人控制系统设计

12.2 自动导引车运动控制系统实例

12.2.1 AGV结构与原理

12.2.2 运动学假设与分析

12.2.3 非完整运动学状态空间的建立

12.2.4 AGV控制器设计

12.2.5 运动控制程式设计

第十三章 DAS运动控制系统实例（二）

13.1 多机器人协调吊装实验平台实例

13.1.1 系统功能与结构

13.1.2 硬体电路设计

13.1.3 软体设计

13.1.4 控制算法

13.2 倒立摆运动控制实例

13.2.1 单级倒立摆机械系统结构

13.2.2 倒立摆运动控制系统

13.2.3 运动控制算法

13.3 旋翼直升机运动控制系统实例

13.3.1 刚体与非完整系统假定

13.3.2 非完整运动学状态空间方程的建立

13.3.3 基于极点配置法的全状态反馈控制器设计

13.3.4 嵌入式运动控制器硬体设计

13.3.5 PWM信号占空比的确定

参考文献

附录