電力傳動控制系統下冊：提高篇

內容簡介

提高篇共有7章，重點介紹電力傳動阿漿凶煉控制系統的動態建模、系統辨識與先進的控制方法。第7章介紹了電力傳動系統的動態模型，從統一電機模型角度重點介紹了交流電機的動態建模方法，通過坐標變換，進行模型簡化和解耦，並介紹了變流器的動態建模原理。第8章介紹了異步電動機的矢量控制和直接轉矩控制方法，包括控制系統的組成結構及其控制策略。第9章介紹了繞請腿翻線轉子異步電動機雙饋控制系統，詳細分析了系統結構、雙饋控制原理和控制策略。第10章介紹了同步電動機的傳動系統的控制，主要針對電勵磁與永磁兩種同步電動機，討論了系統結構、控制方法和運行特性等問題。第11章專門分析和討論了電力傳動系統的弱磁控制，包括：各種電機的弱磁控制原理、系統結構和運行特性等問題。第12章介紹了電力傳動控制系統的參數辨識與估計，包括：基於系統模型的參數估計方法，基於觀測器和卡拉曼濾波器的參數估計方法，進而介紹了無感測器電力傳動控制系統。第13章主要討論了各種先進的控制方法在電力傳動系統的套用，包括：自適應控制、非線性控制和智慧型控制等，詳細介紹了系統結構、控制原理和設計方法等。

圖書目錄

前言

常用符號表

主要參數和物理量符號

第7章電力傳動系統的動態模型1

7.1 統一電機理論1

7.1.1 統一電機理論的基本思路1

7.1.2 第一種原型電機2

7.1.3 第二種原型電機5

7.2 坐標變換概念與方法6

7.2.1 坐標變換的基本概念7

7.2.2 坐標變換的原則及約束8

7.2.3 坐標變換的一般方法9

7.3 直流電動機的動態模型14

7.4 交流異步電動機的動態模型16

7.4.1 異步電動機的動態建模16

7.4.2 異步電動機的模型變換20

7.5 交流同步電動機的動態模型24

7.5.1 同步電動機的動態建模24

7.5.2 同步電動機的模型變換26

7.6 電力傳動系統的其他模型28

7.6.1 電力傳動系統的狀態方程模型29

7.6.2 電力傳動系統的離散模型30

7.6.3 電力傳動系統的逆模型33

7.7 多相電動機的建模與坐標變換34

7.7.1 多相電動機的結構34

7.7.2 多相電動機的數學模型35

7.7.3 多相電舉堡愉動機的坐標變換38

7.8 電力電子變流器的動態模型40

7.8.1 變流器的電路平均模匙拜嚷型41

7.8.2 三相變流器的開關狀態模型43

7.8.3 調製器與驅動電路的動態模型45

7.9 電力傳動系統的仿真46

7.9.1 仿真模型與分析方法46

7.9.2 交流電動機的仿真47

7.9.3 電力電子變流器的仿真48

本章小結50

思考題與習題50

參考文獻51

第8章籠型轉子異步電動機高性能控制方法52

8.1 籠型轉子異步電動機的動態等效電路52

8.2 按轉子磁場定向的矢量控制系統53

8.2.1 矢量控制系統的解耦雅和模型53

8.2.2 矢量控制系統的基本思想和解決方案54

8.2.3 直接轉子磁場定向的矢量控制系統55

8.2.4 間接轉子磁場定向的矢量控制系統56

8.2.5 矢量控制系統仿真56

8.3 直接轉矩控制系統60

8.3.1 直接轉矩控制系統的基本思想與控制原理60

8.3.2 DTC系統的組成61

8.3.3 DTC的控制策略62

8.3.4 DTC系統仿真試驗64

本章小結70

思考題和習題70

參考文獻71

第9章繞線轉子異步電動機雙饋控制系統72

9.1 雙饋控制的基本原理與運行模式72

9.1.1 繞線轉子異步電動機雙饋控制的基本原理72

9.1.2 繞線轉子異步電動機雙饋控制的基本方法73

9.1.3 繞線轉子異步電動機雙饋運行的功率傳輸73

9.2 繞線轉子異步電動機的次同步速調速——串級調速系統74

9.2.1 串級調速系統的組成74

9.2.2 串級調速系統的數學模型75

9.2.3 串級調速系統的閉環控制動態結構圖76

9.3 繞線轉子異步電動機的超同步速調速——雙饋調速系統77

9.3.1 採用交-交變頻器的雙饋調速系統的組成及控制策略77

9.3.2 雙饋調速系統的矢量控制78

9.3.3 雙饋調速系統的套用舉例79

本章小結88

思考題與習題承店舉擊88

參考文獻88

第10章交流同步電動機控制系統89

10.1 同步電動機的主要類型與調速方法89

10.1.1 電勵磁同步電動機89

10.1.2 永磁同步電動機89

10.1.3 同步電動機調速方法93

10.1.4 同步電動機在旋轉坐標系的動樂朵奔態等效電路及方程94

10.2 同步電動機按定子磁鏈定向的矢量控制系統95

10.2.1 控制系統的組成與控制原理95

10.2.2 MATLAB/Simulink仿真96

10.3 永磁同步電動機按轉子磁鏈定向的矢量控制系統98

10.3.1 控制系統的組成98

10.3.2 MATLAB/Simulink仿真98

10.4 直流無刷同步電動機調速系統100

10.4.1 控制系統的組成102

10.4.2 MATLAB/Simulink仿真102

10.5 同步電動機的DTC系統104

10.5.1 基於DTC的同步電動機調速系統組成104

10.5.2 系統仿真與試驗105

本章小結107

思考題與習題108

參考文獻108

第11章電力傳動系統的弱磁控制109

11.1 電動機弱磁控制的基本概念109

11.2 直流電動機的弱磁控制109

11.2.1 他勵直流電動機弱磁調速109

11.2.2 串勵直流電動機弱磁調速系統113

11.3 交流異步電動機的弱磁控制116

11.3.1 異步電動機的弱磁調速基本原理117

11.3.2 異步電動機弱磁調速的控制方法119

11.3.3 異步電動機的弱磁控制套用實例122

11.4 同步電動機的弱磁控制123

11.4.1 電勵磁同步電動機的弱磁控制123

11.4.2 永磁同步電動機的弱磁控制123

11.4.3 永磁電動機弱磁調速套用實例136

本章小結137

參考文獻138

第12章電力傳動系統的參數辨識與狀態估計139

12.1 問題的提出139

12.2 參數辨識與狀態估計的基本原理與方法140

12.2.1 系統辨識的基本結構和一般描述140

12.2.2 最小二乘估計方法142

12.3 系統狀態估計的理論與方法144

12.3.1 龍伯格狀態觀測器144

12.3.2 卡爾曼濾波器145

12.4 電力傳動系統的參數辨識與狀態估計147

12.4.1 電動機參數的辨識147

12.4.2 電動機磁鏈的估計150

12.4.3 電動機轉速的估計157

12.4.4 電動機轉矩的估計161

12.5 無速度感測器控制系統163

12.5.1 基於VC的無速度感測器控制系統163

12.5.2 基於DTC的無速度感測器控制系統164

12.5.3 無速度感測器控制系統的仿真與實驗165

本章小結167

參考文獻167

第13章電力傳動系統的先進控制方法169

13.1 電力傳動系統的自適應控制方法169

13.1.1 自適應控制的基本概念與思想170

13.1.2 自適應控制的基本原理與方法170

13.1.3 模型參考自適應控制170

13.1.4 基於模型預測控制方法的電力傳動系統177

13.2 電力傳動系統的非線性控制184

13.2.1 電力傳動系統的非線性問題與求解思路184

13.2.2 電力傳動系統的滑模變結構控制185

13.2.3 電力傳動系統的內模控制方法193

13.3 電力傳動系統的智慧型控制方法206

13.3.1 人工智慧與智慧型控制的基本概念207

13.3.2 電力傳動系統的模糊控制方法208

13.3.3 電力傳動系統的神經網路控制方法215

本章小結225

參考文獻225

第14章電力傳動系統的套用——動力驅動227

14.1 動力驅動系統概述227

14.2 高速動車組動力驅動系統227

14.2.1 高速動車組牽引傳動系統的基本組成與工作原理228

14.2.2 高速動車組動力系統實例——CRH2-300型高速動車組231

14.3 城市軌道交通車輛動力驅動系統235

14.3.1 城市軌道交通車輛動力驅動系統的基本結構與工作原理235

14.3.2 城市軌道交通車輛動力驅動系統實例——北京捷運13號線列車237

14.4 電動汽車與新能源動力驅動系統240

14.4.1 新能源汽車動力驅動系統的基本結構與原理240

14.4.2 混合動力汽車動力驅動系統實例——豐田Pruis混合動力轎車243

14.4.3 純電動汽車動力驅動系統實例——尼桑Leaf純電動汽車247

14.4.4 純電動汽車驅動控制系統250

14.5 船舶電力推進系統251

14.5.1 船舶動力驅動系統的基本結構與控制方法251

14.5.2 船舶動力驅動系統套用255

本章小結257

參考文獻258

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