具体描述
《液压同步系统》系统介绍了液压同步系统的基本概念、原理，主要内容涉及同步精度误差的形成因素及抑制对策、液压同步回路及其控制元件的选择、液压同步系统及泵站设计等。此外，书末还有几十例液压同步系统的示例图集，是作者几十年实践经验的总结，可方便读者查阅、借鉴和选用。《液压同步系统》适合各行业液压工程技术人员和技术工人使用，也可供工科院校机械相关专业师生参考。
伺服驱动技术与精密运动控制 本书聚焦于现代工业自动化领域中至关重要的伺服驱动技术，深入剖析其基本原理、核心部件、系统集成、以及在高端制造中的应用实践。全书以工程应用为导向，旨在为读者提供一套系统、深入且实用的知识体系，使其能够从容应对复杂运动控制系统的设计、调试与优化挑战。 第一部分：伺服驱动系统的基础理论与元件解析 本部分系统地介绍了伺服驱动技术的发展历程及其在现代机械制造中的不可替代性。我们将从运动控制的基本概念入手，阐述位置、速度和扭矩控制的闭环原理，并详细讨论PID控制算法在伺服系统中的具体实现和参数整定方法。 电机选型与特性分析： 详细对比永磁同步电机（PMSM）、交流异步电机（ACIM）以及无刷直流电机（BLDC）的结构、工作原理、优缺点及适用场景。重点分析永磁同步电机在精密控制中的优势，包括其高功率密度和优异的动态响应特性。 功率电子技术基础： 深入探讨逆变器拓扑结构，如三相电压源逆变器（VSI）的工作模式。重点解析脉冲宽度调制（PWM）技术，包括正弦波PWM（SPWM）、矢量控制（FOC）所需的空间矢量调制（SVPWM）的数学模型与实现细节。讲解IGBT、MOSFET等关键功率器件的选择标准、驱动电路设计及热管理策略。 编码器与反馈系统： 详尽介绍各种高精度位置和速度传感器，包括增量式和绝对式编码器（单圈、多圈）。特别关注旋转变压器（Rotor Position Transducer）和高分辨率光电编码器的内部结构、信号输出方式及其在复杂环境下的可靠性保障措施。讨论如何进行传感器信号的滤波、去耦与数据传输（如BiSS、EnDat协议）。 第二部分：先进控制算法与系统架构 本部分是全书的技术核心，着重讲解现代高性能伺服驱动器内部所采用的先进控制算法，并构建完整的系统级控制架构图。 磁场定向控制（FOC）的深入研究： 系统阐述FOC的核心思想——将三相电流解耦为转矩电流（$i_q$）和磁链电流（$i_d$），实现对电机转矩的独立、线性控制。详细推导Clarke变换、Park变换的数学过程，并讲解如何在数字信号处理器（DSP）或微控制器（MCU）上实现这些复杂的坐标变换。 先进的速度与位置控制环： 不仅限于标准的PI控制器，本书引入了更具鲁棒性的控制策略，如滑模控制（SMC）、鲁棒控制以及基于模型预测控制（MPC）的初步应用。讨论如何通过设计观测器（如Luenberger观测器或卡尔曼滤波）来估计电机转子位置和速度，尤其是在传感器受限或干扰较大的工况下。 系统级通信与总线技术： 探讨工业以太网（EtherCAT、Profinet IRT）和实时串行通信（SERCOS III）在多轴协同控制中的应用。分析这些通信协议如何保证纳秒级的同步精度，并详细介绍分布式时钟（DC）机制在保证系统时间一致性方面的作用。 第三部分：伺服驱动器的设计、集成与故障诊断 本部分将理论知识转化为实际工程能力，关注驱动器硬件设计、系统集成以及后期的维护与优化。 驱动器硬件设计要点： 从电路板级视角剖析电流检测回路、驱动电源设计、主电路与控制电路的隔离。重点讨论电磁兼容性（EMC）设计，包括屏蔽、滤波和布局布线对系统稳定性的影响。讲解如何进行热仿真和实际的散热系统设计，以确保功率器件在额定寿命内可靠运行。 系统集成与调试流程： 详细描述从电机选型、驱动器匹配到系统联调的完整流程。指导读者如何正确设置电机参数（如电机数据表参数的导入）、如何进行自整定（Auto-Tuning）和带宽测试。强调陷波滤波器（Notch Filter）在抑制机械共振频率上的关键作用。 机械系统的耦合与优化： 探讨驱动器与机械负载（如滚珠丝杠、行星齿轮箱、皮带传动）之间的动态耦合效应。介绍如何通过调整控制参数来补偿机械结构中的摩擦力、惯量变化和弹性环节，从而提高系统的瞬态响应质量和稳态精度。 高级故障诊断与预测性维护： 建立一套基于电流、电压、温度等关键信号的异常模式识别体系。讲解如何利用驱动器内置诊断功能和外部监控工具，实现对绕组故障、驱动器过热、编码器信号丢失等常见问题的早期预警和快速定位。 本书特色： 本书采用大量的工程实例和仿真结果作为支撑，图表丰富，数学推导严谨而不失工程可操作性。特别包含了针对特定工业应用（如高速分度台、高精度并联机器人）的控制策略对比分析，为读者提供超越基础教程的深度和广度，是从事高端自动化设备研发、系统集成及维护的技术人员的必备参考书。
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目录信息
第1章 液压同步系统概述1 1.1 同步运动1 1.2 液压传动是同步运动的首选传动形式1 1.3 液压传动的特性及优缺点2 1.4 液压同步回路及其同步精度4 1.5 液压同步系统的作用、组成及分类5 1.5.1 液压同步系统的组成5 1.5.2 液压同步系统的分类5 1.6 液压同步系统的发展趋势8第2章 液压同步回路同步精度误差的形成因素及其抑制11 2.1 刚性不足11 2.2 油液中混有气体12 2.3 油液介质温度过高或上升12 2.4 油液中混有杂质13 2.5 不适合的液体介质13 2.6 摩擦14 2.7 阻力14 2.8 背压15 2.9 偏载15 2.10 压力波动15 2.11 执行件未设置在同一起始位置15 2.12 泄漏16 2.13 累积误差16第3章 液压基本回路及常见各类液压回路分析17 3.1 液压基本回路17 3.1.1 液压源回路17 3.1.2 压力控制回路22 3.1.3 方向控制回路40 3.1.4 流量(调速)控制回路47 3.1.5 液压同步回路的基本回路及典型回路52 3.2 液压同步回路应用与分析89 3.2.1 机械控制液压同步回路90 3.2.2 节流阀、调速阀控制液压同步回路90 3.2.3 同步阀控制液压同步回路93 3.2.4 串联液压缸控制液压同步回路95 3.2.5 同步缸控制液压同步回路96 3.2.6 同步马达控制液压同步回路97 3.2.7 泵控制液压同步回路99 3.2.8 比例阀、伺服阀控制液压同步回路100 3.2.9 数字阀控制液压同步回路104 3.2.10 流-压(f-p)互补同步回路106 3.2.11 混合(组合或复合)控制液压同步回路106 3.3 几种液压回路的应用与分析107 3.3.1 平衡回路108 3.3.2 锁紧回路112 3.3.3 预泄压回路(卸压回路)115第4章 液压同步回路的控制元件选择117 4.1 节流阀与调速阀117 4.2 同步阀118 4.3 同步马达120 4.4 液压泵121 4.5 比例阀、伺服阀124 4.6 数字阀158第5章 液压同步系统泵站设计163 5.1 液压流体力学基础及计算公式163 5.1.1 法定单位制163 5.1.2 液压流体基本理论165 5.1.3 基本方程173 5.1.4 计算公式178 5.1.5 选用液压油液注意事项188 5.2 液压同步系统及泵站设计191 5.2.1 了解主机概貌及液压系统的要求191 5.2.2 功能及性能分析与综合192 5.2.3 负载及状态分析193 5.2.4 参考同类机械设备195 5.2.5 初步拟定液压同步系统图196 5.2.6 计算与验算199 5.2.7 选用元辅件，设计自制件199 5.2.8 确定液压系统原理图207 5.2.9 液压泵站及装置设计208 5.2.10 编制技术文件216 5.2.11 装配与调试217第6章 液压同步系统示例图集选222 6.1 机械液压同步系统或回路222 6.1.1 液压静力压桩机机械同步液压系统222 6.1.2 汽车检修升降台机械液压同步系统224 6.1.3 大型柴油机检修液压升降平台224 6.2 节流阀液压同步系统或回路226 6.2.1 步进式加热炉插装阀液压同步回路226 6.2.2 液压机压力纠偏液压同步回路228 6.3 调速阀液压同步系统或回路229 6.3.1 调速阀控制四马达液压同步回路229 6.3.2 启闭机中调速阀控制液压同步回路231 6.4 同步阀液压同步回路或系统232 6.4.1 同步阀在上下料机构中的应用232 6.4.2 剧院乐池升降台液压同步系统233 6.4.3 剪叉式升降机同步阀液压同步系统235 6.4.4 钢管缩头机同步阀液压同步系统237 6.4.5 大型隧道施工机械多缸同步阀液压同步系统238 6.4.6 连续墙液压抓斗卷扬机和胶管随动液压系统239 6.5 串联液压缸液压同步系统或回路240 6.5.1 1000系列联合收割机拔禾轮同步升降液压系统240 6.5.2 粗饲料压草饼机液压同步系统241 6.5.3 不同缸径三缸串联同步升降机液压系统241 6.5.4 20×2500四辊卷板机液压系统同步回路242 6.6 同步缸液压同步系统或回路243 6.7 同步马达液压同步系统或回路244 6.7.1 液压举升机液压马达同步系统244 6.7.2 棒材生产中冷床平托小车的同步回路245 6.7.3 地铁车门上液压同步系统246 6.7.4 7500kN三缸同步压机液压系统246 6.7.5 7500kN液压折板机同步马达液压同步系统248 6.7.6 高压水压试管机夹紧起升装置液压同步回路250 6.8 液压泵控制液压同步系统或回路251 6.8.1 250t船艉工作行走平台液压同步系统(方案之一)251 6.8.2 启闭机变量泵控制液压同步回路253 6.9 比例阀伺服阀控制液压同步系统254 6.9.1 250t船艉工作行走平台液压同步系统(方案之二)254 6.9.2 升降舞台比例阀液压同步系统255 6.9.3 启闭机比例阀控制液压同步回路256 6.9.4 6300kN液压折板机双缸同步系统257 6.9.5 超大型高架门座式起重机液压顶升装置液压系统260 6.9.6 三块双层升降舞台的液压同步系统262 6.9.7 金刚石压机的液压同步系统265 6.9.8 20MN液压支架试验台液压同步系统268 6.10 数字液压元件数字控制液压同步系统270 6.10.1 数字方向阀控制三缸液压同步系统271 6.10.2 增量式数字调速阀液压同步回路272 6.11 混合(复合)控制液压同步系统及其他系统274 6.11.1 液压伺服阀及等流量双泵液压同步系统274 6.11.2 电液伺服阀、同步阀的液压同步系统276 6.11.3 比例阀液压同步马达多缸同步回路277 6.11.4 桥梁顶升多液压缸液压同步系统280参考文献284
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