電力拖動自動控制系統--運動控制系統（第4版）

《電力拖動自動控制系統--運動控制系統第4版》是2019年12月機械工業出版社出版的圖書，作者是阮毅、陳伯時。

基本介紹

• 中文名：電力拖動自動控制系統--運動控制系統（第4版）
• 作者：阮毅、陳伯時
• 出版社：機械工業出版社
• 出版時間：2019年12月
• 定價：39.8 元
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：9787111277460

內容簡介

根據全國高等學校電氣工程與自動化系列教材編審委員會制定的普通高等教育電氣工程與自動化類“十一五”規劃教材的要求，在本書第3版的基礎上進行修訂，成為第4版，併入選普通高等教育“十一五”規劃教材。 本書第3版2003年出版，第3版主要體現了三方面的技術進步：全控型電力電子器件取代半控型器件，變換技術由相位控制轉變成脈寬調製；模擬電子控制已基本上讓位於數字電子控制；交流可調拖動系統逐步取代直流拖動系統已經成為不爭的事實，而且交流拖動控制技術本身也有不小的進展。第4版在繼承與發揚第3版特色的基礎上，將計算機仿真與輔助設計逐步融入運動控制系統的性能分析與設計中。 第4版共3篇，第1篇直流調速系統，第2篇交流調速系統，第3篇伺服系統。編寫的思路繼承了前三版的特色，理論和實際相結合，套用自動控制理論解決運動控制系統的分析和設計問題，以轉矩和磁鏈（或磁通）控制規律為主線，由簡入繁、由低及高地循序深入，論述系統的靜、動態性能。為了適應技術的發展，補充和添加了部分新內容，以供選用。

本書可作為高等學校電氣工程與自動化、電氣工程及其自動化專業和自動化專業的教材，也可供有關工程師和技術人員參考。

圖書目錄

序

前言

常用符號表

第1章緒論1

1.1運動控制系統及其組成1

1.1.1電動機1

1.1.2功率放大與變換裝置2

1.1.3控制器2

1.1.4信號檢測與處理3

1.2運動控制系統的歷史與發展3

1.3運動控制系統的轉矩控制規律4

1.4生產機械的負載轉矩特性5

1.4.1恆轉矩負載特性5

1.4.2恆功率負載特性6

1.4.3風機、泵類負載特性6

第1篇直流調速系統

第2章轉速反饋控制的直流調速系統9

2.1直流調速系統用的可控直流電源9

2.1.1晶閘管整流器電動機系統9

2.1.2直流PWM變換器電動機系統16

2.2穩態調速性能指標和直流調速系統的機械特性21

2.2.1轉速控制的要求和穩態調速性能指標21

2.2.2直流調速系統的機械特性23

2.3轉速反饋控制的直流調速系統25

2.3.1轉速反饋控制直流調速系統的數學模型25

2.3.2比例控制的直流調速系統29

2.3.3比例積分控制的無靜差直流調速系統34

2.3.4直流調速系統的穩態誤差分析37

2.4直流調速系統的數字控制40

2.4.1微機數字控制的特殊問題41

2.4.2轉速檢測的數位化41

2.4.3數字PI調節器45

2.5轉速反饋控制直流調速系統的限流保護46

2.5.1轉速反饋控制直流調速系統的過電流問題46

2.5.2帶電流截止負反饋環節的直流調速系統47

2.6轉速反饋控制直流調速系統的仿真50

2.6.1轉速負反饋閉環調速系統仿真框圖及參數50

2.6.2仿真模型的建立51

2.6.3仿真模型的運行54

2.6.4調節器參數的調整55

思考題56

習題57

第3章轉速、電流反饋控制的直流調速系統59

3.1轉速、電流反饋控制直流調速系統的組成及其靜特性59

3.1.1轉速、電流反饋控制直流調速系統的組成59

3.1.2穩態結構圖與參數計算60

3.2轉速、電流反饋控制直流調速系統的數學模型與動態過程分析62

3.2.1轉速、電流反饋控制直流調速系統的動態數學模型62

3.2.2轉速、電流反饋控制直流調速系統的動態過程分析63

3.3轉速、電流反饋控制直流調速系統的設計66

3.3.1控制系統的動態性能指標66

3.3.2調節器的工程設計方法67

3.3.3按工程設計方法設計轉速、電流反饋控制直流調速系統的調節器79

3.4轉速、電流反饋控制直流調速系統的仿真89

思考題93

習題94

第4章可逆控制和弱磁控制的直流調速系統96

4.1直流PWM可逆調速系統96

4.1.1橋式可逆PWM變換器97

4.1.2直流PWM可逆調速系統轉速反向的過渡過程98

4.1.3直流PWM功率變換器的能量回饋99

4.1.4單片微機控制的PWM可逆直流調速系統100

4.2VM可逆直流調速系統101

4.2.1VM可逆直流調速系統的主迴路及環流101

4.2.2VM可逆直流調速系統的控制104

4.2.3轉速反向的過渡過程分析108

*4.3弱磁控制的直流調速系統110

4.3.1弱磁與調壓的配合控制110

4.3.2勵磁電流的閉環控制111

思考題112

習題112

第2篇交流調速系統

第5章基於穩態模型的異步電動機調速系統115

5.1異步電動機的穩態數學模型和調速方法115

5.1.1異步電動機的穩態數學模型115

5.1.2異步電動機的調速方法與氣隙磁通117

5.2異步電動機的調壓調速118

5.2.1異步電動機調壓調速的主電路118

5.2.2異步電動機調壓調速的機械特性118

5.2.3閉環控制的調壓調速系統119

*5.2.4降壓控制在軟起動器和輕載降壓節能運行中的套用120

5.3異步電動機的變壓變頻調速122

5.3.1變壓變頻調速的基本原理122

5.3.2變壓變頻調速時的機械特性123

5.3.3基頻以下的電壓補償控制 125

5.4電力電子變壓變頻器128

5.4.1交直交PWM變頻器主迴路128

5.4.2正弦波脈寬調製（SPWM）技術129

5.4.3消除指定次數諧波的PWM（SHEPWM）控制技術131

5.4.4電流跟蹤PWM（CFPWM）控制技術132

5.4.5電壓空間矢量PWM（SVPWM）控制技術（磁鏈跟蹤控制技術）133

*5.4.6交流PWM變頻器異步電動機系統的特殊問題143

5.5轉速開環變壓變頻調速系統146

5.5.1轉速開環變壓變頻調速系統的結構146

5.5.2系統實現147

5.6轉速閉環轉差頻率控制的變壓變頻調速系統148

5.6.1轉差頻率控制的基本概念及特點148

5.6.2轉差頻率控制系統結構及性能分析150

5.6.3最大轉差頻率ωsmax的計算152

5.6.4轉差頻率控制系統的特點152

思考題153

習題153

第6章基於動態模型的異步電動機調速系統155

6.1異步電動機動態數學模型的性質155

6.2異步電動機的三相數學模型156

6.2.1異步電動機三相動態模型的數學表達式157

6.2.2異步電動機三相原始模型的性質161

6.3坐標變換162

6.3.1坐標變換的基本思路162

6.3.2三相兩相變換（3/2變換）163

6.3.3靜止兩相旋轉正交變換（2s/2r變換）165

6.4異步電動機在正交坐標繫上的動態數學模型166

6.4.1靜止兩相正交坐標系中的動態數學模型166

6.4.2旋轉正交坐標系中的動態數學模型168

6.5異步電動機在正交坐標繫上的狀態方程169

6.5.1狀態變數的選取170

6.5.2以ωisψr為狀態變數的狀態方程170

6.5.3以ωisψs為狀態變數的狀態方程173

*6.5.4異步電動機的仿真176

6.6異步電動機按轉子磁鏈定向的矢量控制系統179

6.6.1按轉子磁鏈定向的同步旋轉正交坐標系狀態方程179

6.6.2按轉子磁鏈定向矢量控制的基本思想180

6.6.3按轉子磁鏈定向矢量控制系統的電流閉環控制方式182

6.6.4按轉子磁鏈定向矢量控制系統的轉矩控制方式183

6.6.5轉子磁鏈計算185

6.6.6磁鏈開環轉差型矢量控制系統——間接定向188

6.6.7矢量控制系統的特點與存在的問題189

*6.6.8矢量控制系統的仿真189

6.7異步電動機按定子磁鏈控制的直接轉矩控制系統191

6.7.1定子電壓矢量對定子磁鏈與電磁轉矩的控制作用192

6.7.2基於定子磁鏈控制的直接轉矩控制系統194

6.7.3定子磁鏈和轉矩計算模型195

6.7.4直接轉矩控制系統的特點與存在的問題196

*6.7.5直接轉矩控制系統的仿真197

6.8直接轉矩控制系統與矢量控制系統的比較199

*6.9異步電動機無速度感測器調速系統199

思考題202

習題202

*第7章繞線轉子異步電動機雙饋調速系統204

7.1繞線轉子異步電動機雙饋調速工作原理204

7.1.1繞線轉子異步電動機轉子附加電動勢的作用205

7.1.2繞線轉子異步電動機雙饋調速的五種工況206

7.2繞線轉子異步電動機串級調速系統208

7.2.1串級調速系統的工作原理208

*7.2.2串級調速系統的其他類型210

7.3串級調速的機械特性211

7.3.1串級調速機械特性的特徵211

7.3.2串級調速的轉子整流電路212

7.3.3串級調速的機械特性方程式214

*7.4串級調速系統的技術經濟指標217

7.4.1串級調速系統的效率217

7.4.2串級調速系統的功率因數218

7.4.3串級調速裝置的電壓和容量219

7.5雙閉環控制的串級調速系統220

*7.6串級調速系統的起動方式221

7.6.1間接起動221

7.6.2直接起動222

*7.7繞線轉子異步風力發電機組222

思考題223

習題223

*第8章同步電動機變壓變頻調速系統224

8.1同步電動機的穩態模型與調速方法224

8.1.1同步電動機的特點224

8.1.2同步電動機的分類225

8.1.3同步電動機的轉矩角特性225

8.1.4同步電動機的穩定運行227

8.1.5同步電動機的起動228

8.1.6同步電動機的調速228

8.2他控變頻同步電動機調速系統229

8.2.1轉速開環恆壓頻比控制的同步電動機群調速系統229

8.2.2大功率同步電動機調速系統230

8.3自控變頻同步電動機調速系統230

8.3.1自控變頻同步電動機231

8.3.2梯形波永磁同步電動機（無刷直流電動機）的自控變頻調速系統235

*8.4同步電動機矢量控制系統235

8.4.1基於轉子旋轉正交坐標系的可控勵磁同步電動機動態數學模型239

8.4.2可控勵磁同步電動機按氣隙磁鏈定向矢量控制系統242

8.4.3正弦波永磁同步電動機矢量控制系統246

*8.5同步電動機直接轉矩控制系統246

8.5.1可控勵磁同步電動機直接轉矩控制系統248

8.5.2永磁同步電動機直接轉矩控制系統249

思考題249

習題249

第3篇伺 服 系 統

*第9章伺服系統253

9.1伺服系統的特徵及組成253

9.1.1伺服系統的基本要求及特徵253

9.1.2伺服系統的組成254

9.1.3伺服系統的性能指標257

9.2伺服系統控制對象的數學模型261

9.2.1直流伺服系統控制對象的數學模型261

9.2.2交流伺服系統控制對象的數學模型263

9.3伺服系統的設計264

9.3.1調節器校正及其傳遞函式264

9.3.2單環位置伺服系統265

9.3.3雙環位置伺服系統266

9.3.4三環位置伺服系統269

9.3.5複合控制的伺服系統271

思考題272

習題273

參考文獻274