電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)——運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)（含 1CD）

前言

常用符號(hào)表

第1篇 直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)

第1章 閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)

1．1 直流調(diào)速系統(tǒng)用的可控直流電源

1．1．1 旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組

1．1．2 靜止式可控整流器

1．1．3 直流斬波器或脈寬調(diào)制變換器

1．2 晶閘管—電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(V-M系統(tǒng)的主要問(wèn)題

1．2．1 觸發(fā)脈沖相位控制

1．2．2 電流脈動(dòng)及其波形的連續(xù)與斷續(xù)

1．2．3 抑制電流脈動(dòng)的措施

1．2．4 晶閘管—電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的機(jī)械特性

1．2．5 晶閘管觸發(fā)和整流裝置的放大系數(shù)和傳遞函數(shù)

1．3 直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的主要問(wèn)題

1．3．1 PWM變換器的工作狀態(tài)和電壓、電流波形

1．3．2 直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性

1．3．3 PWM控制與變換器的數(shù)學(xué)模型

1．3．4 電能回饋與泵升電壓的限制

1．4 反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析和設(shè)計(jì)

1．4．1 轉(zhuǎn)速控制的要求和調(diào)速指標(biāo)

1．4．2 開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其存在的問(wèn)題

1．4．3 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性

1．4．4 開(kāi)環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性和閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的關(guān)系

1．4．5 反饋控制規(guī)律

1．4．6 閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)參數(shù)的計(jì)算

1．4．7 限流保護(hù)——電流截止負(fù)反饋

1．5 反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析和設(shè)計(jì)

1．5．1 反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型

1．5．2 反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定條件

1．5．3 動(dòng)態(tài)校正——PI調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)

1．6 比例積分控制規(guī)律和無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)

1．6．1 積分調(diào)節(jié)器和積分控制規(guī)律

1．6．2 比例積分控制規(guī)律

1．6．3 無(wú)靜差直流調(diào)速系統(tǒng)及其穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算

1．7 電壓反饋電流補(bǔ)償控制的直流調(diào)速系統(tǒng)

1．7．1 電壓負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)

1．7．2 電流正反饋和補(bǔ)償控制規(guī)律

1．7．3 電流補(bǔ)償控制直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和穩(wěn)定條件

習(xí)題

第2章 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)和調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法

2．1 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性

2．1．1 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成

2．1．2 穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖和靜特性

2．1．3 各變量的穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算

2．2 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和動(dòng)態(tài)性能分析

2．2．1 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型

2．2．2起動(dòng)過(guò)程分析

2．2．3 動(dòng)態(tài)抗擾性能分析

2．2．4 轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器的作用

2．3 調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法

2．3．1 工程設(shè)計(jì)方法的基本思路

2．3．2 典型系統(tǒng)

2．3．3 控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)

2．3．4 典型I型系統(tǒng)性能指標(biāo)和參數(shù)的關(guān)系

2．3．5 典型Ⅱ型系統(tǒng)性能指標(biāo)和參數(shù)的關(guān)系

2．3．6 調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇和傳遞函數(shù)的近似處理——非典型系統(tǒng)的典型化

2．4 按工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)雙閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器

2．4．1 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)

2．4．2轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)

2．4．3 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器退飽和時(shí)轉(zhuǎn)速超調(diào)量的計(jì)算

2．5 轉(zhuǎn)速超調(diào)的抑制——轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋

2．5．1 帶轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的基本原理

2．5．2 退飽和時(shí)間和退飽和轉(zhuǎn)速

2．5．3 轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋參數(shù)的工程設(shè)計(jì)方法

2．5．4。帶轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的抗擾性能

2．6 弱磁控制的直流調(diào)速系統(tǒng)

2．6．1 變壓與弱磁的配合控制

2．6．2 非獨(dú)立控制勵(lì)磁的調(diào)速系統(tǒng)

2．6．3 弱磁過(guò)程的直流電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型和弱磁控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)

習(xí)題

第3章 直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制

3．1 微型計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的主要特點(diǎn)

3．1．1 數(shù)字量化

3．1．2 采樣頻率的選擇

3．1．3 微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的輸入與輸出變量

3．2 微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件

3．2．1 微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

3．2．2 微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的軟件框圖

3．3 數(shù)字測(cè)速與濾波

3．3．1旋轉(zhuǎn)編碼器

3．3．2 M法測(cè)速

3．3．3 T法測(cè)速

3．3．4 M/T法測(cè)速

3．3．5 各種數(shù)字測(cè)速方法的精度指標(biāo)

3．3．6 M/T法數(shù)字測(cè)速軟件框圖

3．3．7 數(shù)字濾波

3．4數(shù)字PI調(diào)節(jié)器

3．4．1 模擬PI調(diào)節(jié)器的數(shù)字化

3．4．2 改進(jìn)的數(shù)字PI算法

3．4．3智能型PI調(diào)節(jié)器

3．5 按離散控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)字控制器

3．5．1 具有零階保持器的數(shù)字控制直流調(diào)速系統(tǒng)

3．5．2 控制對(duì)象傳遞函數(shù)的離散化

3．5．3 數(shù)字轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)

3．6 數(shù)字控制系統(tǒng)的故障檢測(cè)、保護(hù)與自診斷

3．6．1 故障檢測(cè)

3．6．2 故障保護(hù)

3．6．3 故障自診斷

習(xí)題

第4章 可逆直流調(diào)速系統(tǒng)和位置隨動(dòng)系統(tǒng)

4．1 可逆直流調(diào)速系統(tǒng)

4．1．1 單片微機(jī)控制的PWM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)

4．1．2 有環(huán)流控制的可逆晶閘管—電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)

4．1. 3 無(wú)環(huán)流控制的可逆晶閘管—電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)

4．2位置隨動(dòng)系統(tǒng)

4．2．1 位置隨動(dòng)系統(tǒng)的組成

4．2. 2 位置隨動(dòng)系統(tǒng)的特征及其與調(diào)速系統(tǒng)的比較

4．2．3位置傳感器

4．2．4 位置隨動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析和參數(shù)計(jì)算

4．2．5 位置隨動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)校正與控制

習(xí)題

第2篇 交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)

第5章 閉環(huán)控制的異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速系統(tǒng)——一種轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng)

5．1 異步電動(dòng)機(jī)變壓凋速電路

5．2 異步電動(dòng)機(jī)改變電壓時(shí)的機(jī)械特性

5．3 閉環(huán)控制的變壓調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性

5．4 閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的近似動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖

5．5轉(zhuǎn)差功率損耗分析

5．6 變壓控制在軟起動(dòng)器和輕載降壓節(jié)能運(yùn)行中的應(yīng)用

5．6．1 軟起動(dòng)器

5．6．2 輕載降壓節(jié)能運(yùn)行

習(xí)題

第6章 籠型異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)VVVF系統(tǒng))——轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)

6．1 變壓變頻調(diào)速的基本控制方式

6．1．1 基頻以下調(diào)速

6．1．2 基頻以上調(diào)速

6．2 異步電動(dòng)機(jī)電壓—頻率協(xié)調(diào)控制時(shí)的機(jī)械特性

6．2. 1 恒壓恒頻正弦波供電時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

6．2. 2 基頻以下電壓—頻率協(xié)調(diào)控制時(shí)的機(jī)械特性

6．2. 3 基頻以上恒壓變頻時(shí)的機(jī)械特性

6．2．4 恒流正弦波供電時(shí)的機(jī)械特性

6．3 電力電子變壓變頻器的主要類(lèi)型

6．3．1 交—直—交和交—交變壓變頻器

6．3．2 電壓源型和電流源型逆變器

6．3．3 180度導(dǎo)通型和120度導(dǎo)通型逆變器

6．4 變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)中的脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)

6．4．1 正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)技術(shù)

6．4．2 消除指定次數(shù)諧波的PWM(SHEPWM)控制技術(shù)

6．4．3 電流滯環(huán)跟蹤PWM(CHBPWM)控制技術(shù)

6．4．4 電壓空間矢量PWM(SVPWM)控制技術(shù)(或稱(chēng)磁鏈跟蹤控制技術(shù))

6．4．5 橋臂器件開(kāi)關(guān)死區(qū)對(duì)PWM控制變壓變頻器工作的影響

6．5 基于異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)模型的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)

6．5．1 轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)恒壓頻比控制調(diào)速系統(tǒng)——通用變頻器—異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

6．5．2 轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)

6．6 異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型和坐標(biāo)變換

6．6．1 異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的性質(zhì)

6．6．2 三相異步電動(dòng)機(jī)的多變量非線(xiàn)性數(shù)學(xué)模型

6．6．3 坐標(biāo)變換和變換矩陣

6．6．4 三相異步電動(dòng)機(jī)在兩相坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型

6．6．5 三相異步電動(dòng)機(jī)在兩相坐標(biāo)系上的狀態(tài)方程

6．7 基于動(dòng)態(tài)模型按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)

6．7．1 矢量控制系統(tǒng)的基本思路

6．7．2 按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制方程及其解耦作用

6．7．3轉(zhuǎn)子磁鏈模型

6．7．4 轉(zhuǎn)速、磁鏈閉環(huán)控制的矢量控制系統(tǒng)——直接矢量控制系統(tǒng)

6．7．5 磁鏈開(kāi)環(huán)轉(zhuǎn)差型矢量控制系統(tǒng)——間接矢量控制系統(tǒng)

6．8 基于動(dòng)態(tài)模型按定子磁鏈控制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)

6．8．1 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的原理和特點(diǎn)

6．8．2 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的控制規(guī)律和反饋模型

6．8．3 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)與矢量控制系統(tǒng)的比較

習(xí)題

第7章 繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子異步電機(jī)雙饋調(diào)速系統(tǒng)——轉(zhuǎn)差功率饋送型調(diào)速系統(tǒng)

7．1 異步電機(jī)雙饋調(diào)速工作原理

7．1．1 異步電機(jī)轉(zhuǎn)子附加電動(dòng)勢(shì)的作用

7．1．2 異步電機(jī)雙饋調(diào)速的五種工況

7．2 異步電機(jī)在次同步電動(dòng)狀態(tài)下的雙饋系統(tǒng)——串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)

7．2．1 串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理

7．2．2 串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的其他類(lèi)型

7．3 異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性

7．3．1 異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速機(jī)械特性的特征

7．3．2 異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速時(shí)的轉(zhuǎn)子整流電路

7．3．3 異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速機(jī)械特性方程式

7．4 串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及其提高方案

7．4．1 串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的效率

7．4．2 串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)及其改善途徑

7．4．3 斬波控制的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)

7．4．4 串級(jí)調(diào)速裝置的電壓和容量

7．5 雙閉環(huán)控制的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)

7．5．1 雙閉環(huán)控制串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的組成

7．5．2 串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型

7．5．3 調(diào)節(jié)器參數(shù)的設(shè)計(jì)

7．5．4 串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)方式

7．6 異步電機(jī)雙饋調(diào)速系統(tǒng)

7．6．1 雙饋調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成

7．6．2 雙饋調(diào)速系統(tǒng)的矢量控制

習(xí)題

第8章 同步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)

8．1 同步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速的特點(diǎn)及其基本類(lèi)型

8．2 他控變頻同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

8．2．1 轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)恒壓頻比控制的同步電動(dòng)機(jī)群調(diào)速系統(tǒng)

8．2．2 由交—直—交電流型負(fù)載換流變壓變頻器供電的同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

8．2．3 由交—交變壓變頻器供電的大型低速同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

8. 2．4 按氣隙磁場(chǎng)定向的同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)

8. 2．5 同步電動(dòng)機(jī)的多變量動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型

8．3 自控變頻同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

8．3．1 梯形波永磁同步電動(dòng)機(jī)(無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī))的自控變頻調(diào)速系統(tǒng)

8．3．2 正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)的自控變頻調(diào)速系統(tǒng)

習(xí)題

附錄

附錄1 幾種傳遞函數(shù)的近似處理?xiàng)l件

附1．1 直流調(diào)速系統(tǒng)中電力電子變換器傳遞函數(shù)的近似處理?xiàng)l件

附1．2 三個(gè)小慣性環(huán)節(jié)的近似處理?xiàng)l件

附1．3 忽略反電動(dòng)勢(shì)動(dòng)態(tài)影響的近似條件

附錄2 典型Ⅱ型系統(tǒng)的閉環(huán)幅頻特性峰值最小(Mrmin)準(zhǔn)則——式(2—34)、式(2—35)、式(2—37)的證明

附錄3 第3．5節(jié)使用的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件

附3．1 程序變量

附3．2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)軟件

附3. 3 系統(tǒng)仿真軟件

附錄4 在功率不變條件下的坐標(biāo)變換

附4．1 功率

本書(shū)是根據(jù)全國(guó)高等院校電工及自動(dòng)化類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)制定的教材規(guī)劃編寫(xiě)的，是本教材的修訂第3版。自本書(shū)第2版1992年出版以來(lái)，有關(guān)的科學(xué)技術(shù)已經(jīng)取得了很大進(jìn)步，電力電子變換器中以晶閘管為主的可控器件已逐步被MOSFET和IGBT等功率開(kāi)關(guān)器件所取代，變換技術(shù)也因此由相位控制轉(zhuǎn)變成脈寬調(diào)制(PWM)；模擬電子控制器已基本上讓位于數(shù)字電子控制器；交流可調(diào)拖動(dòng)逐步取代直流拖動(dòng)已經(jīng)成為不爭(zhēng)的事實(shí)，交流拖動(dòng)控制技術(shù)本身也有不小的進(jìn)展。本書(shū)針對(duì)這些技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了全面的修訂。

在內(nèi)容上，本書(shū)包括直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)和交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)兩篇。編寫(xiě)思路繼承了前兩版的特色，理論和實(shí)際相結(jié)合，應(yīng)用自動(dòng)控制理論解決電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)問(wèn)題，以控制規(guī)律為主線(xiàn)，由簡(jiǎn)人繁、由低及高地循序深入，主要論述了系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)性能，并發(fā)展了實(shí)用價(jià)值很高的工程設(shè)計(jì)方法。

本書(shū)可作為高等學(xué)校電氣工程與自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)和自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的教材，也可供有關(guān)工程師和技術(shù)人員參考。

《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》（運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)）針對(duì)這些技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了全面的修訂。《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》（運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)）包括直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)和交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)兩篇。編寫(xiě)思路繼承了前兩版的特色，理論和實(shí)際相結(jié)合，應(yīng)用自動(dòng)控制理論解決電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)問(wèn)題，以控制規(guī)律為主線(xiàn)，由簡(jiǎn)入繁、由低及高地循序深入，主要論述了系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)性能，并發(fā)展了實(shí)用價(jià)值很高的工程設(shè)計(jì)方法。

《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)：運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)（第3版）》是根據(jù)全國(guó)高等院校電工及自動(dòng)化類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)制定的教材規(guī)劃編寫(xiě)的，是本教材的修訂第3版。自本書(shū)第2版1993年出版以來(lái)，有關(guān)的科學(xué)技術(shù)已經(jīng)取得了很大進(jìn)步，電力電子變換器以晶閘管為主的可控器件已逐步被功率開(kāi)關(guān)器件所取代，變換技術(shù)也因此由相位控制轉(zhuǎn)變成脈寬調(diào)制（PWM）；模擬電子控制器已基本上讓位于數(shù)字電子控制器；交流以可調(diào)拖動(dòng)逐步取代直流拖動(dòng)已經(jīng)成為不爭(zhēng)的事實(shí)，交流拖動(dòng)控制技術(shù)本身也有不小的進(jìn)展。

《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)：運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)（第3版）》可作為高等學(xué)校電氣工程與自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)和自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的教材，也可供有關(guān)工程師和技術(shù)人員參考。

《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng):運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)(第4版)》內(nèi)容簡(jiǎn)介：根據(jù)全國(guó)高等學(xué)校電氣工程與自動(dòng)化系列教材編審委員會(huì)制定的普通高等教育電氣工程與自動(dòng)化類(lèi)“十一五”規(guī)劃教材的要求，在《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng):運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)(第4版)》第3版的基礎(chǔ)上進(jìn)行修訂，成為第4版，并人選普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。

《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng):運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)(第4版)》第3版2003年出版，第3版主要體現(xiàn)了三方面的技術(shù)進(jìn)步：全控型電力電子器件取代半控型器件，變換技術(shù)由相位控制轉(zhuǎn)變成脈寬調(diào)制；模擬電子控制已基本上讓位于數(shù)字電子控制；交流可調(diào)拖動(dòng)系統(tǒng)逐步取代直流拖動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)成為不爭(zhēng)的事實(shí)，而且交流拖動(dòng)控制技術(shù)本身也有不小的進(jìn)展。第4版在繼承與發(fā)揚(yáng)第3版特色的基礎(chǔ)上，將計(jì)算機(jī)仿真與輔助設(shè)計(jì)逐步融入運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能分析與設(shè)計(jì)中。

第4版共3篇，第1篇直流調(diào)速系統(tǒng)，第2篇交流調(diào)速系統(tǒng)，第3篇伺服系統(tǒng)。編寫(xiě)的思路繼承了前三版的特色，理論和實(shí)際相結(jié)合，應(yīng)用自動(dòng)控制理論解決運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)問(wèn)題，以轉(zhuǎn)矩和磁鏈(或磁通)控制規(guī)律為主線(xiàn)，由簡(jiǎn)入繁、由低及高地循序深入，論述系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)性能。為了適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展，補(bǔ)充和添加了部分新內(nèi)容，以供選用。

前言

常用符號(hào)表1

第1章電力拖動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)

基礎(chǔ)5

11電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程5

12電力拖動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載特性6

121恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性6

122風(fēng)機(jī)類(lèi)負(fù)載特性6

123恒功率負(fù)載特性7

13電力拖動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩與功率8

131電動(dòng)機(jī)允許輸出的轉(zhuǎn)矩和功率8

132調(diào)速方式與負(fù)載類(lèi)型的配合9

14電力拖動(dòng)系統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)10

141模擬檢測(cè)技術(shù)10

142數(shù)字檢測(cè)技術(shù)12

思考題與習(xí)題19

第2章直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)20

21調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)20

211穩(wěn)態(tài)指標(biāo)21

212動(dòng)態(tài)指標(biāo)22

22直流調(diào)速系統(tǒng)的組成及數(shù)學(xué)模型24

221系統(tǒng)組成24

222可控直流電源24

223他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)38

23開(kāi)環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)40

231靜態(tài)特性40

232動(dòng)態(tài)特性41

233開(kāi)環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的局限性42

24轉(zhuǎn)速單反饋閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)43

241轉(zhuǎn)速單反饋閉環(huán)系統(tǒng)的靜

特性43

242轉(zhuǎn)速單反饋閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)

定性45

25閉環(huán)控制系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)方法47

251自動(dòng)控制原理的基本結(jié)論47

252典型系統(tǒng)49

253近似典型系統(tǒng)58

26轉(zhuǎn)速單反饋閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)

態(tài)設(shè)計(jì)62

261動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)62

262電流截止負(fù)反饋64

263轉(zhuǎn)速單反饋閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)

的局限性68

27轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的原

理和靜態(tài)設(shè)計(jì)68

271電流反饋環(huán)的作用68

272雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)

過(guò)程70

273雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)

設(shè)計(jì)71

28雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)73

281電流環(huán)設(shè)計(jì)73

282轉(zhuǎn)速環(huán)設(shè)計(jì)74

283轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器積分退飽和超調(diào)78

284轉(zhuǎn)速超調(diào)的抑制措施79

29轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的

抗擾特性82

291擾動(dòng)模型82

292抗負(fù)載電流擾動(dòng)的特性83

293抗擾性能的進(jìn)一步改進(jìn)85

210可逆直流調(diào)速系統(tǒng)88

2101H形PWM變換電源供電的可

逆直流調(diào)速系統(tǒng)88

2102可逆相控整流供電的直流調(diào)速

系統(tǒng)89

211本章小結(jié)92

思考題與習(xí)題93

第3章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)95

31磁路95

311磁場(chǎng)的建立95

312磁路的歐姆定律96

313磁路中鐵心的作用97

32感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)98

321電磁感應(yīng)定律與電動(dòng)勢(shì)98

322變壓器電動(dòng)勢(shì)與運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)99

33磁場(chǎng)能量與電感100

331磁場(chǎng)儲(chǔ)能與磁共能100

332電感及用電感表示的磁場(chǎng)

能量101

34機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的基本原理104

341典型的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置104

342電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩104

思考題與習(xí)題108

第4章異步電動(dòng)機(jī)與調(diào)速110

41概述110

411直流電動(dòng)機(jī)與交流電動(dòng)機(jī)的

比較110

412交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的技術(shù)突破111

413交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的方法111

42異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速112

421旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)112

422正弦波磁場(chǎng)的矢量表示及時(shí)

空矢量圖114

423轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生116

424穩(wěn)態(tài)等效電路117

425機(jī)械特性120

426變壓恒頻(VVCF)運(yùn)行120

427變壓變頻(VVVF)運(yùn)行121

428恒流運(yùn)行時(shí)的機(jī)械特性124

429繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速126

43異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型與

坐標(biāo)變換130

431電動(dòng)機(jī)等效的原則130

432坐標(biāo)變換131

433三相異步電動(dòng)機(jī)的多變量非

線(xiàn)性數(shù)學(xué)模型134

434異步電動(dòng)機(jī)在兩相dq坐

標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型138

435三相異步電動(dòng)機(jī)在兩相坐標(biāo)系

上的狀態(tài)方程142

思考題與習(xí)題143

第5章異步電動(dòng)機(jī)恒壓頻比控制146

51變壓變頻調(diào)速的一般基礎(chǔ)146

511變壓變頻調(diào)速時(shí)的U/f關(guān)系146

512交直交電壓型方波逆變器

的工作原理147

513交直交電流型方波逆變器

的工作原理147

514逆變器的電壓控制方式148

52轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)交直交電壓型變頻調(diào)

速系統(tǒng)149

521系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖149

522系統(tǒng)的基本單元149

53轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)交直交電流型變頻調(diào)

速系統(tǒng)152

531系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖152

532系統(tǒng)的基本單元153

54諧波的影響154

541轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)154

542諧波發(fā)熱155

543參數(shù)變化155

544噪聲155

55脈寬調(diào)制158

551正弦PWM(SPWM)158

552電流跟蹤型PWM161

553空間矢量PWM(SVPWM)163

56轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制的變頻

調(diào)速系統(tǒng)169

561轉(zhuǎn)速閉環(huán)磁鏈開(kāi)環(huán)的轉(zhuǎn)差頻率

控制系統(tǒng)169

562轉(zhuǎn)矩和磁鏈閉環(huán)的轉(zhuǎn)差頻率控

制系統(tǒng)170

57基于小信號(hào)模型的異步電動(dòng)機(jī)

閉環(huán)控制171

58V/F控制的通用變頻器175

581通用變頻器的基本結(jié)構(gòu)175

582通用變頻器的控制方式178

583通用變頻器的附加功能178

584通用變頻器的保護(hù)180

585通用變頻器的外圍設(shè)備182

思考題與習(xí)題183

第6章異步電動(dòng)機(jī)矢量控制與直接

轉(zhuǎn)矩控制184

61矢量控制的基本思路184

611模仿直流電動(dòng)機(jī)184

612矢量控制原理185

62按轉(zhuǎn)子磁鏈定向異步電動(dòng)機(jī)矢量

控制系統(tǒng)186

621按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制

方程186

622轉(zhuǎn)子磁鏈的電壓和電流模型188

623異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢

量控制系統(tǒng)191

624轉(zhuǎn)差頻率推算中參數(shù)變化的

影響與對(duì)策194

625無(wú)速度傳感器矢量控制系統(tǒng)196

63基于動(dòng)態(tài)模型按定子磁鏈控制的

異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制198

631用定子和轉(zhuǎn)子磁鏈表示的

轉(zhuǎn)矩方程198

632定子電壓矢量對(duì)磁鏈和轉(zhuǎn)矩

的調(diào)節(jié)作用199

633異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制

系統(tǒng)200

64矢量控制與直接轉(zhuǎn)矩控制的比較204

思考題與習(xí)題204

第7章同步電動(dòng)機(jī)與變頻

調(diào)速206

71同步電動(dòng)機(jī)206

711直流勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)206

712永磁同步電動(dòng)機(jī)210

72變磁阻電動(dòng)機(jī)214

721開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)214

722步進(jìn)電動(dòng)機(jī)215

73同步電動(dòng)機(jī)他控變頻調(diào)速系統(tǒng)215

731正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)

開(kāi)環(huán)V/F控制216

732正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量

控制217

733直流勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速

系統(tǒng)219

74同步電動(dòng)機(jī)自控變頻調(diào)速系統(tǒng)223

741梯形波永磁同步電動(dòng)機(jī)無(wú)刷

直流電動(dòng)機(jī)自控變頻調(diào)速

系統(tǒng)224

742正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)自控變

頻調(diào)速系統(tǒng)230

75開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)231

76同步電動(dòng)機(jī)在同步旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系

上的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型235

77交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速總結(jié)237

思考題與習(xí)題238

第8章電力拖動(dòng)在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)

中的應(yīng)用240

81電力拖動(dòng)速度控制系統(tǒng)240

811恒壓供水系統(tǒng)(無(wú)塔上水)240

812多電動(dòng)機(jī)同步調(diào)速系統(tǒng)242

813卷繞機(jī)械恒張力控制245

82電力拖動(dòng)位置控制系統(tǒng)245

821位置控制系統(tǒng)概述245

822電梯位置控制系統(tǒng)246

823運(yùn)動(dòng)對(duì)象的位置控制248

824時(shí)間最優(yōu)的位置控制249

83數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)251

831數(shù)控機(jī)床概述251

832閉環(huán)伺服系統(tǒng)252

833數(shù)控機(jī)床的軌跡控制原理及

實(shí)現(xiàn)255

84機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)261

思考題與習(xí)題262

第9章計(jì)算機(jī)控制的電力拖動(dòng)運(yùn)動(dòng)

控制系統(tǒng)263

91數(shù)字控制電力拖動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制基礎(chǔ)263

911數(shù)字控制的電力拖動(dòng)系統(tǒng)

結(jié)構(gòu)263

912計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述266

92連續(xù)域離散化設(shè)計(jì)269

921設(shè)計(jì)原理及步驟269

922各種離散化的方法270

923數(shù)字PID調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)275

924PID調(diào)節(jié)參數(shù)的整定277

93電動(dòng)機(jī)控制專(zhuān)用微處理器與集成

電路279

931單片機(jī)與DSP279

932專(zhuān)用集成電路282

94基于TMS320LF2407A的DSP電動(dòng)機(jī)

控制系統(tǒng)286

941直流電動(dòng)機(jī)的DSP控制286

942無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的DSP控制287

943異步電動(dòng)機(jī)的DSP矢量控制291

思考題與習(xí)題297

思考題與習(xí)題參考答案298

參考文獻(xiàn)3052100433B