目錄

序

前言

常用符號(hào)表

第1章緒論

1.1運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)及其組成

1.1.1電動(dòng)機(jī)

1.1.2功率放大與變換裝置

1.1.3控制器

1.1.4信號(hào)檢測(cè)與處理

1.2運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的歷史與發(fā)展

1.3運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩控制規(guī)律

1.4生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性

1.4.1恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性

1.4.2恒功率負(fù)載特性

1.4.3風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)負(fù)載特性

第1篇直流調(diào)速系統(tǒng)

第2章轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)

2.1晶閘管整流器直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的工作原理及調(diào)速特性

2.1.1觸發(fā)脈沖相位控制

2.1.2電流脈動(dòng)及波形斷續(xù)問(wèn)題

2.1.3晶閘管整流器直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的機(jī)械特性

2.1.4晶閘管觸發(fā)和整流裝置的傳遞函數(shù)

2.1.5晶閘管整流器直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的可逆運(yùn)行

2.2PWM變換器電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的工作原理及調(diào)速特性

2.2.1不可逆PWM變換器電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)

2.2.2可逆PWM變換器電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)

2.2.3直流PWM調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性

2.2.4PWM控制器與變換器的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型

2.2.5直流PWM調(diào)速系統(tǒng)的電能回饋和泵升電壓

2.3穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標(biāo)和開(kāi)環(huán)系統(tǒng)存在的問(wèn)題

2.3.1轉(zhuǎn)速控制的要求和穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標(biāo)

2.3.2開(kāi)環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的性能和存在的問(wèn)題

思考題

習(xí)題

第3章轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)

3.1有靜差的轉(zhuǎn)速閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)

3.1.1比例控制轉(zhuǎn)速閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與靜特性

3.1.2開(kāi)環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性和比例控制閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的對(duì)比分析

3.1.3閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的反饋控制規(guī)律

3.1.4比例控制轉(zhuǎn)速閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

3.2無(wú)靜差的轉(zhuǎn)速閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)

3.2.1積分調(diào)節(jié)器和積分控制規(guī)律

3.2.2比例積分控制規(guī)律

3.2.3無(wú)靜差的轉(zhuǎn)速閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算

3.3轉(zhuǎn)速閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的限流保護(hù)

3.3.1轉(zhuǎn)速閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的限流問(wèn)題

3.3.2帶電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)的直流調(diào)速系統(tǒng)

3.4轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真

3.4.1轉(zhuǎn)速閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)仿真平臺(tái)

3.4.2仿真模型的建立

3.4.3仿真模型的運(yùn)行

3.4.4調(diào)節(jié)器參數(shù)的調(diào)整

思考題

習(xí)題

第4章轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)

4.1轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性

4.1.1轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)的組成

4.1.2穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖與參數(shù)計(jì)算

4.2轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型與動(dòng)態(tài)過(guò)程分析

4.2.1轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型

4.2.2轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程分析

4.2.3轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)器在雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中的作用

4.3轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

4.3.1控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)

4.3.2調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法

4.3.3控制對(duì)象的工程近似處理方法

4.3.4按工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器

4.4雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的弱磁控制

4.4.1弱磁與調(diào)壓的配合控制

4.4.2勵(lì)磁電流的閉環(huán)控制

4.5轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真

思考題

習(xí)題

第5章直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制

5.1采樣頻率的選擇

5.2轉(zhuǎn)速檢測(cè)的數(shù)字化

5.2.1旋轉(zhuǎn)編碼器

5.2.2數(shù)字測(cè)速方法的精度指標(biāo)

5.2.3M法測(cè)速

5.2.4T法測(cè)速

5.2.5M/T法測(cè)速

5.3數(shù)字PI調(diào)節(jié)器

5.4數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)

5.5數(shù)字控制的PWM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)

習(xí)題

第2篇交流調(diào)速系統(tǒng)

第6章基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

6.1異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型和調(diào)速方法

6.1.1異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型

6.1.2異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法與氣隙磁通

6.2異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)壓調(diào)速

6.2.1異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速的主電路

6.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速的機(jī)械特性

6.2.3閉環(huán)控制的調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)

6.2.4降壓控制在軟起動(dòng)器和輕載降壓節(jié)能運(yùn)行中的應(yīng)用

6.3異步電動(dòng)機(jī)的變壓變頻調(diào)速

6.3.1變壓變頻調(diào)速的基本原理

6.3.2變壓變頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性

6.3.3基頻以下的電壓補(bǔ)償控制

6.4電力電子變壓變頻器

6.4.1交直交PWM變頻器主回路

6.4.2正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）技術(shù)

6.4.3消除指定次數(shù)諧波的PWM（SHEPWM）控制技術(shù)

6.4.4電流跟蹤PWM（CFPWM）控制技術(shù)

6.4.5電壓空間矢量PWM（SVPWM）控制技術(shù)（磁鏈跟蹤控制技術(shù)）

6.4.6交流PWM變頻器異步電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的特殊問(wèn)題

6.5轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)

6.5.1轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

6.5.2系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

6.6轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)

6.6.1轉(zhuǎn)差頻率控制的基本概念及特點(diǎn)

6.6.2轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及性能分析

6.6.3*大轉(zhuǎn)差頻率ωsmax的計(jì)算

6.6.4轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

思考題

習(xí)題

第7章基于動(dòng)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

7.1異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的性質(zhì)

7.2異步電動(dòng)機(jī)的三相數(shù)學(xué)模型

7.2.1異步電動(dòng)機(jī)三相動(dòng)態(tài)模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式

7.2.2異步電動(dòng)機(jī)三相原始模型的性質(zhì)

7.3坐標(biāo)變換

7.3.1坐標(biāo)變換的基本思路

7.3.2三相兩相變換（3/2變換）

7.3.3靜止兩相旋轉(zhuǎn)正交變換（2s/2r變換）

7.4異步電動(dòng)機(jī)在正交坐標(biāo)系上的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型

7.4.1靜止兩相正交坐標(biāo)系中的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型

7.4.2旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系中的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型

7.5異步電動(dòng)機(jī)在正交坐標(biāo)系上的狀態(tài)方程

7.5.1狀態(tài)變量的選取

7.5.2以ωisψr為狀態(tài)變量的狀態(tài)方程

7.5.3以ωisψ

s為狀態(tài)變量的狀態(tài)方程

7.6異步電動(dòng)機(jī)按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)

7.6.1按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的同步旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系狀態(tài)方程

7.6.2按轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制的基本思想

7.6.3按轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制系統(tǒng)的電流閉環(huán)控制方式

7.6.4按轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩控制方式

7.6.5轉(zhuǎn)子磁鏈計(jì)算

7.6.6磁鏈開(kāi)環(huán)轉(zhuǎn)差型矢量控制系統(tǒng)——間接定向

7.6.7矢量控制系統(tǒng)的特點(diǎn)與存在的問(wèn)題

7.7異步電動(dòng)機(jī)按定子磁鏈控制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)

7.7.1定子電壓矢量對(duì)定子磁鏈與電磁轉(zhuǎn)矩的控制作用

7.7.2基于定子磁鏈控制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)

7.7.3定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩計(jì)算模型

7.7.4直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的特點(diǎn)與存在的問(wèn)題

7.8直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)與矢量控制系統(tǒng)的比較

7.9異步電動(dòng)機(jī)無(wú)速度傳感器調(diào)速系統(tǒng)

7.10異步電動(dòng)機(jī)和交流調(diào)速系統(tǒng)仿真

7.10.1異步電動(dòng)機(jī)的仿真

7.10.2矢量控制系統(tǒng)仿真

7.10.3直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真

思考題

習(xí)題

第8章繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子異步電機(jī)轉(zhuǎn)子變頻控制系統(tǒng)

8.1繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子異步電機(jī)轉(zhuǎn)子變頻控制原理

8.1.1異步電機(jī)轉(zhuǎn)子附加電動(dòng)勢(shì)的作用

8.1.2轉(zhuǎn)子電路變頻器

8.2繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子異步電機(jī)轉(zhuǎn)子變頻控制的四種基本工況

8.3繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子異步電機(jī)轉(zhuǎn)子變頻串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)

8.3.1電氣串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的組成

8.3.2異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速機(jī)械特性的特征

8.3.3轉(zhuǎn)子變頻器的電壓和容量與串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的效率

8.3.4串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的雙閉環(huán)控制

8.4繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子異步電機(jī)轉(zhuǎn)子變頻雙饋控制系統(tǒng)

8.4.1雙饋控制變頻調(diào)速系統(tǒng)

8.4.2雙饋控制風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)

第9章同步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)

9.1同步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)模型與調(diào)速方法

9.1.1同步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)

9.1.2同步電動(dòng)機(jī)的分類(lèi)

9.1.3同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩角特性

9.1.4同步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行

9.1.5同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

9.1.6同步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速

9.2他控變頻同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

9.2.1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)

9.2.2大功率同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

9.3自控變頻同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

9.3.1自控變頻同步電動(dòng)機(jī)

9.3.2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)

9.4同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)

9.4.1基于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系的可控勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型

9.4.2可控勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)按氣隙磁鏈定向矢量控制系統(tǒng)

9.4.3正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)

9.5同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)

9.5.1可控勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)

9.5.2永磁同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)

思考題

習(xí)題

第3篇伺 服 系 統(tǒng)

第10章伺服系統(tǒng)

10.1伺服系統(tǒng)的特征及組成

10.1.1伺服系統(tǒng)的基本要求及特征

10.1.2伺服系統(tǒng)的組成

10.1.3伺服系統(tǒng)的性能指標(biāo)

10.2伺服系統(tǒng)控制對(duì)象的數(shù)學(xué)模型

10.2.1直流伺服系統(tǒng)控制對(duì)象的數(shù)學(xué)模型

10.2.2交流伺服系統(tǒng)控制對(duì)象的數(shù)學(xué)模型

10.3伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

10.3.1調(diào)節(jié)器校正及其傳遞函數(shù)

10.3.2單環(huán)位置伺服系統(tǒng)

10.3.3雙環(huán)位置伺服系統(tǒng)

10.3.4三環(huán)位置伺服系統(tǒng)

10.3.5復(fù)合控制的伺服系統(tǒng)

思考題

習(xí)題

參考文獻(xiàn)