直流電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)及應(yīng)用

目 錄

第一章 緒 論

1－1幾種不同供電方式的直流調(diào)速系統(tǒng)

一、旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組

二、靜止變流機(jī)組

三、斬波器或脈寬調(diào)制裝置

1－2電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)

一、調(diào)速范圍

二、靜差率

三、抗擾性能指標(biāo)

第二章 晶閘管――電動(dòng)機(jī)單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

2－1KZ－D系統(tǒng)及開(kāi)環(huán)機(jī)械特性

一、電流連續(xù)時(shí)KZ－D系統(tǒng)的機(jī)械特性

二、電流斷續(xù)時(shí)KZ－D系統(tǒng)的機(jī)械特性

三、電流斷續(xù)時(shí)機(jī)械特性的特點(diǎn)

四、斷續(xù)段機(jī)械特性的近似描述

五、研究R'的實(shí)際意義

2－2單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)

一、閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性

二、單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)

三、單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)參數(shù)計(jì)算舉例

四、單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析

五、單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的限流保護(hù)――電流截止負(fù)反饋

2－3單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)的其它方案

一、電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)

二、電壓負(fù)反饋加電流前饋調(diào)速系統(tǒng)

2－4無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)

一、積分調(diào)節(jié)器和積分控制規(guī)律

二、比例積分控制規(guī)律

三、穩(wěn)態(tài)抗擾誤差分析

2－5單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的校正

一、系統(tǒng)性能和對(duì)數(shù)頻率特性的關(guān)系

二、繪制系統(tǒng)不可變部分的伯德圖

三、調(diào)節(jié)器及參數(shù)選擇

四、電阻、電容的計(jì)算

習(xí) 題

第三章 多環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

3－1快速系統(tǒng)與最佳過(guò)渡過(guò)程

一、最大電流約束條件下的最佳起動(dòng)過(guò)程

二、最佳制動(dòng)過(guò)程

3－2轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性

一、系統(tǒng)的組成

二、靜特性

三、各變量的穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算

3－3雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能

一、雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型

二、起動(dòng)過(guò)程

三、動(dòng)態(tài)性能和兩個(gè)調(diào)節(jié)器的作用

3－4三環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

一、帶電流變化率內(nèi)環(huán)的三環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

二、帶電壓內(nèi)環(huán)的三環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

習(xí) 題

第四章 可逆調(diào)速系統(tǒng)

4－1可逆電路的幾種形式

一、電樞可逆線路

二、磁場(chǎng)可逆系統(tǒng)

三、可逆系統(tǒng)的正反向運(yùn)行方式

4－2有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)

一、環(huán)流問(wèn)題

二、配合控制的有環(huán)流系統(tǒng)

三、給定環(huán)流和可控環(huán)流系統(tǒng)

4－3邏輯控制的無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)

一、可逆系統(tǒng)對(duì)邏輯切換裝置的要求

二、邏輯切換裝置的構(gòu)成原理

三、邏輯無(wú)環(huán)流系統(tǒng)的改進(jìn)與發(fā)展

4－4錯(cuò)位控制的無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)

一、錯(cuò)位控制原理

二、錯(cuò)位無(wú)環(huán)流系統(tǒng)及電壓環(huán)的作用

三、錯(cuò)位選觸無(wú)環(huán)流系統(tǒng)

習(xí) 題

第五章 電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)方法

5－1典型系統(tǒng)

一、典型Ⅰ型系統(tǒng)

二、典型Ⅱ型系統(tǒng)

三、典型Ⅰ型系統(tǒng)參數(shù)和動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的關(guān)系

四、典型Ⅱ型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)和參數(shù)的關(guān)系

5－2傳遞函數(shù)的近似處理及非典型系統(tǒng)的典型化

一、小慣性環(huán)節(jié)的近似處理

二、大慣性環(huán)節(jié)的近似處理

三、高階系統(tǒng)的降階處理

四、關(guān)于調(diào)節(jié)器的選擇

5－3雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)電流調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)

一、電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)

二、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)

三、關(guān)于轉(zhuǎn)速超調(diào)量的討論

四、設(shè)計(jì)舉例

習(xí) 題

第六章 直流調(diào)速系統(tǒng)的其它方法和問(wèn)題

6－1帶有勵(lì)磁控制的調(diào)速系統(tǒng)

一、直流電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)控制系統(tǒng)

二、最大值選擇器

三、最大電流限制

6－2轉(zhuǎn)速自適應(yīng)調(diào)節(jié)

6－3電樞電流斷續(xù)及電流自適應(yīng)調(diào)節(jié)器

一、電樞電流斷續(xù)對(duì)被控對(duì)象參數(shù)的影響

二、電流自適應(yīng)調(diào)節(jié)器

6－4帶負(fù)載觀測(cè)器、補(bǔ)償器的雙環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

一、轉(zhuǎn)速、電流雙環(huán)調(diào)速系統(tǒng)存在的問(wèn)題

二、帶有外擾觀測(cè)器和補(bǔ)償器的雙環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其工作原理

三、負(fù)載力矩觀測(cè)器

四、負(fù)載擾動(dòng)補(bǔ)償器

五、幾個(gè)問(wèn)題的說(shuō)明

6－5脈寬調(diào)速系統(tǒng)

一、脈寬調(diào)制變換器

二、脈寬調(diào)速系統(tǒng)的控制電路

6－6調(diào)速系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真

習(xí) 題

第七章 晶閘管調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例

7－1帶鋸跑車傳動(dòng)錯(cuò)位無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)

一、帶鋸跑車傳動(dòng)的技術(shù)要求

二、調(diào)速系統(tǒng)方案的選擇

三、主回路設(shè)計(jì)與計(jì)算

四、系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算

7－2單板旋切機(jī)恒線速旋切自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)

一、單板旋切機(jī)主軸調(diào)速系統(tǒng)的技術(shù)要求

二、調(diào)速系統(tǒng)方案的選擇

三、主電路的設(shè)計(jì)

四、系統(tǒng)參數(shù)的計(jì)算

附錄Ⅰ直流電壓隔離變換器

附錄Ⅱ系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)傳遞函數(shù)綜合法

附錄Ⅲ具有負(fù)載擾動(dòng)時(shí)晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)最優(yōu)設(shè)計(jì)方法

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內(nèi) 容 簡(jiǎn) 介

本書(shū)對(duì)計(jì)算機(jī)控制的基本理論和應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了比較全面系統(tǒng)的介紹。全書(shū)內(nèi)容包括：計(jì)算機(jī)控制

的一般概念、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成和應(yīng)用方式，基本輸入輸出接口技術(shù)，過(guò)程通道，順序控制與數(shù)字

程序控制，數(shù)字PID控制算法，數(shù)字控制器的直接設(shè)計(jì)方法，模型預(yù)測(cè)控制算法，微型機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)

計(jì)及實(shí)例分析，集散控制系統(tǒng)及基本控制器的設(shè)計(jì)，微型機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)等，共十章。書(shū)中有

大量應(yīng)用實(shí)例，每章附有習(xí)題和思考題。

本書(shū)除作為高等院校自動(dòng)控制、電氣化自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等專業(yè)教材外，還可供從事微機(jī)應(yīng)用和

自動(dòng)化工作的工程技術(shù)人員參考。

按電動(dòng)機(jī)供電電流制式的不同，有直流電力拖動(dòng)和交流電力拖動(dòng)兩種。早期的生產(chǎn)機(jī)械如通用機(jī)床、風(fēng)機(jī)、泵等不要求調(diào)速或調(diào)速要求不高，以電磁式電器組成的簡(jiǎn)單交、直流電力拖動(dòng)即可以滿足。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)電力拖動(dòng)的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)控制性能都有了較高的要求，具有反饋控制的直流電力拖動(dòng)以其優(yōu)越的性能曾一度占據(jù)了可調(diào)速與可逆電力拖動(dòng)的絕大部分應(yīng)用場(chǎng)合。自20年代以來(lái)，可調(diào)速直流電力拖動(dòng)較多采用的是直流發(fā)電機(jī)-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng),并以電機(jī)擴(kuò)大機(jī)、磁放大器作為其控制元件。電力電子器件發(fā)明后，以電子元件控制、由可控整流器供電的直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)逐漸取代了直流發(fā)電機(jī)-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng),并發(fā)展到采用數(shù)字電路控制的電力拖動(dòng)系統(tǒng)。這種電力拖動(dòng)系統(tǒng)具有精密調(diào)速和動(dòng)態(tài)響應(yīng)快等性能。這種以弱電控制強(qiáng)電的技術(shù)是現(xiàn)代電力拖動(dòng)的重要特征和趨勢(shì)。 　交流電動(dòng)機(jī)沒(méi)有機(jī)械式整流子，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用可靠,有良好的節(jié)能效果,在功率和轉(zhuǎn)速極限方面都比直流電動(dòng)機(jī)高；但由于交流電力拖動(dòng)控制性能沒(méi)有直流電力拖動(dòng)好，所以70年代以前未能在高性能電力拖動(dòng)中獲得廣泛應(yīng)用。隨著電力電子器件的發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)的進(jìn)步，出現(xiàn)了如晶閘管的串級(jí)調(diào)速、電力電子開(kāi)關(guān)器件組成的變頻調(diào)速等交流電力拖動(dòng)系統(tǒng)，使交流電力拖動(dòng)已能在控制性能方面與直流電力拖動(dòng)相抗衡和媲美，并已在較大的應(yīng)用范圍內(nèi)取代了直流電力拖動(dòng)。2100433B

電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)和控制裝置構(gòu)成。電動(dòng)機(jī)(特別是直流電動(dòng)機(jī))控制簡(jiǎn)便、靈活、可靠，而且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，因而電力拖動(dòng)在生產(chǎn)部門(mén)中得到了廣泛的應(yīng)用。

第一章 電力拖動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)

第一節(jié) 單軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程式

第二節(jié) 多軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程式

第三節(jié) 電力拖動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的損耗和效率

思考題與習(xí)題

第二章 直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)靜態(tài)特性

第一節(jié) 直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的分類及其硬度

第二節(jié) 直流他激電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性

第三節(jié) 直流他激電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

第四節(jié) 直流他激電動(dòng)機(jī)的調(diào)速

第五節(jié) 直流他激電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)

第六節(jié) 直流他激電動(dòng)機(jī)各種工作狀態(tài)運(yùn)行的分析

第七節(jié) 直流串激電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性及各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)

第八節(jié) 直流復(fù)激電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性及各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)

思考題與習(xí)題

第三章 直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程

第一節(jié) 直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的概述

第二節(jié) 直流他激電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性

第三節(jié) 直流他激電動(dòng)機(jī)反向過(guò)程動(dòng)態(tài)分析

第四節(jié) 直流他激電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)過(guò)渡過(guò)程特性分析

第五節(jié) 直流他激電機(jī)的激磁回路過(guò)渡過(guò)程及其加快與延緩

第六節(jié) 電力拖動(dòng)系統(tǒng)最優(yōu)控制規(guī)律

第七節(jié) 直流他激電動(dòng)機(jī)考慮電樞電感的過(guò)渡過(guò)程

第八節(jié) 電力拖動(dòng)系統(tǒng)準(zhǔn)確停車

第九節(jié) 電力拖動(dòng)系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)的測(cè)定

思考題與習(xí)題

第四章 異步機(jī)的機(jī)械特性曲線和起動(dòng)制動(dòng)

第一節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的等值電路

第二節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩方程

第三節(jié) 三相異步機(jī)的人為機(jī)械特性

第四節(jié) 鼠籠式異步機(jī)的起動(dòng)

第五節(jié) 繞線式異步機(jī)的起動(dòng)

第六節(jié) 異步機(jī)電力拖動(dòng)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程計(jì)算機(jī)仿真與起動(dòng)時(shí)間的計(jì)算

第七節(jié) 異步機(jī)的起動(dòng)損耗

第八節(jié) 異步機(jī)的反接制動(dòng)

第九節(jié) 異步機(jī)的再生發(fā)電制動(dòng)

第十節(jié) 異步機(jī)的能耗制動(dòng)

第十一節(jié) 異步機(jī)的四象限運(yùn)行

思考題與習(xí)題

第五章 交流電力拖動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制

第一節(jié) 異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法

第二節(jié) 異步機(jī)的矢量控制

第三節(jié) 異步機(jī)的壓頻比控制

第四節(jié) 異步機(jī)的恒流控制

第五節(jié) 異步機(jī)的雙饋和串級(jí)調(diào)速

第六節(jié) 同步機(jī)的變頻調(diào)速

思考題與習(xí)題

第六章 電動(dòng)機(jī)容量選擇

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 電機(jī)的溫升與絕緣等級(jí)

第三節(jié) 電機(jī)的發(fā)熱與冷卻

第四節(jié) 按發(fā)熱觀點(diǎn)規(guī)定的電機(jī)的工作制

第五節(jié) 負(fù)載圖

第六節(jié) 長(zhǎng)期工作制的電機(jī)容量選擇

第七節(jié) 短時(shí)工作制的電機(jī)容量選擇

第八節(jié) 重復(fù)短時(shí)工作制的電機(jī)容量選擇

第九節(jié) 鼠籠電機(jī)允許接通次數(shù)

第十節(jié) 容量選擇舉例

第十一節(jié) 用統(tǒng)計(jì)法與類比法確定電機(jī)的容量

第十二節(jié) 可控硅供電對(duì)電機(jī)的影響

第十三節(jié) 電動(dòng)機(jī)類型、電壓與轉(zhuǎn)速的選擇

思考題與習(xí)題