前言

早在20世纪60年代，步进伺服系统就已经出现。20世纪80年代后，随着电动机技术、现代电力电子技术、微电子技术、控制技术及计算机技术的快速发展，步进伺服系统得到了迅速发展，其应用已经对人类社会产生了巨大影响。当今，伺服控制器和步进电动机已经开始向着高性能、高速度、数字化、智能型、网络化的方向发展。

本书系统地阐述了各类步进伺服系统的基本概念、原理、设计方法及综合应用实例。本书分为3篇，分别为基础篇、提高篇和实践篇。

基础篇介绍PLC的工作原理、基本结构及西门子和三菱两个品牌的PLC特点，简单介绍了步进电动机及驱动器的发展历史、分类方法及步进电动机驱动器的基础知识；讲解各种步进电动机的工作原理，它是学习步进电动机的基础；此外，还对伺服系统进行概述，主要讲述了伺服系统的发展、功能、结构组成、分类及特点；阐述了各种类型伺服系统的工作原理，如步进伺服系统原理、电—液伺服系统原理、气动伺服系统原理、直流伺服系统原理、交流伺服系统原理、数字伺服系统原理、各类伺服系统结构框图等，加深读者对伺服系统组成原理的认识。

提高篇阐述PLC、步进系统、伺服系统的设计方法，逐一介绍步进电动机的特性、控制系统、参数测试、参数选型、数学模型、振动与噪声及阻尼处理；深入细致地分析每类伺服系统的硬件选型、数学模型及元件特性，强调设计过程中需要特别注意的事项；介绍步进伺服系统维护与故障分析方法，以及西门子和三菱两个品牌的步进与伺服驱动相关产品的特性；为广大工程设计人员提供了各类伺服元件的引脚图和规格表等参考数据。

实践篇提供了大量PLC步进与伺服相关实例，介绍西门子工程常用步进电动机控制的实例，分别为S7-200 PLC驱动三相混合式步进电动机、S7-300 PLC驱动三相混合式步进电动机及工控机驱动混合式步进电动机，重点讲解步进电动机选型、电气控制原理图和对应的步进电动机控制程序；以三菱步进伺服系统为例着重讲述三菱伺服系统模块中应用广泛的MR-J2S-A伺服驱动器，分别从结构功能、控制模式、工作模式、参数设置等方面对MR-J2S-A伺服驱动器进行描述，读者可以全面、深入地掌握三菱伺服系统的应用设计技术；对数控伺服系统、电—液伺服系统及步进伺服系统的工程开发进行详细说明：首先介绍西门子数控伺服系统840D在轧辊车床上的应用，接着阐述电—液伺服系统在仿形铣床上的应用，最后分析基于DSP的混合式步进电动机伺服系统的应用；这三类实例特点突出、代表性强、图表丰富、内容简单易懂，读者可以进一步熟悉掌握步进伺服系统的设计方法及其在工程上的应用。

本书具有以下特点。

①突出了选取内容的实用性、典型性。本书的应用实例大多来自工程实践，且内容丰富、翔实，所介绍的各种设计方案均采用经典的设计方法。

②强调了应用系统的设计。本书不仅翔实地介绍了各种硬件选型和接口的设计过程，还对如何组成硬件系统进行了详细的讲解，使读者能快速掌握各类伺服系统设计。

③本书文字简练，通俗易懂，深入浅出，便于自学。

④本书应用面广，既可作为各学校的教学用书，又可作为广大工程技术人员设计伺服系统的参考用书。

本书由岂兴明主编，初云涛、汤涛、刘仲祥参与策划和校对。

由于编者水平有限，书中难免有疏漏与不足之处，殷切期望广大读者不吝批评指正。

编者