電力拖動自動控制系統

《電力拖動自動控制系統:運動控制系統(第4版)》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《電力拖動自動控制系統:運動控制系統(第4版)》第3版的基礎上進行修訂，成為第4版，並人選普通高等教育“十一五”國家級規劃教材。

《電力拖動自動控制系統:運動控制系統(第4版)》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，應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。 ^[1] 

序

前言

常用符號表

第1章 緒論

1.1 運動控制系統及其組成

1.1.1 電動機

1.1.2 功率放大與交換裝置

1.1.3 控制器

1.1.4 信號檢測與處理

1.2 運動控制系統的歷史與發展

1.3 運動控制系統的轉矩控制規律

1.4 生產機械的負載轉矩特性

1.4.1 恆轉矩負載特性

1.4.2 恆功率負載特性

1.4.3 風機、泵類負載特性

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

2.1 直流調速系統用的可控直流電源

2.1.1 晶閘管整流器.電動機系統

2.1.2 直流PWN變換器-電動機系統

2.2 穩態調速性能指標和直流調速系統的機械特性

2.2.1 轉速控制的要求和穩態調速性能指標

2.2.2 直流調速系統的機械特性

2.3 轉速反饋控制的直流調速系統

2.3.1 轉速反饋控制直流調速系統的數學模型

2.3.2 比例控制的直流調速系統

2.3.3 比例積分控制的無靜差直流調速系統

2.3.4 直流調速系統的穩態誤差分析

2.4 直流調速系統的數字控制

2.4.1 微機數字控制的特殊問題

2.4.2 轉速檢測的數字化

2.4.3 數字Pl調節器

2.5 轉速反饋控制直流調速系統的限流保護

2.5.1 轉速反饋控制直流調速系統的過電流問題

2.5.2 帶電流截止負反饋環節的直流調速系統

2.6 轉速反饋控制直流調速系統的仿真

2.6.1 轉速負反饋閉環調速系統仿真框圖及參數

2.6.2 仿真模型的建立

2.6.3 仿真模型的運行

2.6.4 調節器參數的調整

思考題

習題

第3章 轉速、電流反饋控制的直流調速系統

3.1 轉速、電流反饋控制直流調速系統的組成及其靜特性

3.1.1 轉速、電流反饋控制直流調速系統的組成

3.1.2 穩態結構圖與參數計算

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

3.2.1 轉速-電流反饋控制直流調速系統的動態數學模型

3.2.2 轉速、電流反饋控制直流調速系統的動態過程分析

3.3 轉速、電流反饋控制直流調速系統的設計 ^[1] 

3.3.1 控制系統的動態性能指標

3.3.2 調節器的工程設計方法

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

3.4 轉速、電流反饋控制直流調速系統的仿真 思考題 習題

第4章 可逆控制和弱磁控制的直流調速系統

4.1 直流PWN可逆調速系統

4.1.1 橋式可逆PWN交換器

4.1.2 直流PWM可逆調速系統轉速反向的過渡過程

4.1.3 直流PWN功率變換器的能量回饋

4.1.4 單片微機控制的PWN可逆直流調速系統

4.2 V-M可逆直流調速系統

4.2.1 V.M可逆直流調速系統的主迴路及環流

4.2.2 V.M可逆直流調速系統的控制

4.2.3 轉速反向的過渡過程分析

4.3 弱磁控制的直流調速系統

4.3.1 弱磁與調壓的配合控制

4.3.2 勵磁電流的閉環控制 思考題 習題

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

5.1 異步電動機的穩態數學模型和調速方法

5.1.1 異步電動機的穩態數學模型

5.1.2 異步電動機的調速方法與氣隙磁通

5.2 異步電動機的調壓調速

5.2.1 異步電動機調壓調速的主電路

5.2.2 異步電動機調壓調速的機械特性

5.2.3 閉環控制的調壓調速系統 *

5.2.4 降壓控制在軟起動器和輕載降壓節能運行中的應用

5.3 異步電動機的變壓變頻調速

5.3.1 變壓變頻調速的基本原理

5.3.2 變壓變頻調速時的機械特性

5.3.3 基頻以下的電壓補償控制

5.4 電力電子變壓變頻器

5.4.1 交-直-交PWM變頻器主迴路

5.4.2 正弦波脈寬調製(SPWM)技術

5.4.3 消除指定次數諧波的PWM(SHEPWM)控制技術

5.4.4 電流跟蹤PWM(CFPWM)控制技術

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

5.4.6 交流PWM變頻器-異步電動機系統的特殊問題

5.5 轉速開環變壓變頻調速系統

5.5.1 轉速開環變壓變頻調速系統的結構

5.5.2 系統實現

5.6 轉速閉環轉差頻率控制的變壓變頻調速系統

5.6.1 轉差頻率控制的基本概念及特點 ^[1] 

5.6.2 轉差頻率控制系統結構及性能分析

5.6.3 最大轉差頻率wsmax的計算

5.6.4 轉差頻率控制系統的特點 思考題 習題

第6章 基於動態模型的異步電動機調速系統

6.1 異步電動機動態數學模型的性質

6.2 異步電動機的三相數學模型

6.2.1 異步電動機三相動態模型的數學表達式

6.2.2 異步電動機三相原始模型的性質

6.3 座標變換

6.3.1 座標變換的基本思路

6.3.2 三相-兩相變換(3/2變換)

6.3.3 靜止兩相一旋轉正交變換(2s/2r變換)

6.4 異步電動機在正交座標系上的動態數學模型

6.4.1 靜止兩相正交座標系中的動態數學模型

6.4.2 旋轉正交座標系中的動態數學模型

6.5 異步電動機在正交座標系上的狀態方程

6.5.1 狀態變量的選取

6.5.2 以w-is-ψr為狀態變量的狀態方程

6.5.3 以w-is-ψs為狀態變量的狀態方程 *

6.5.4 異步電動機的仿真

6.6 異步電動機按轉子磁鏈定向的矢量控制系統

6.6.1 按轉子磁鏈定向的同步旋轉正交座標系狀態方程

6.6.2 按轉子磁鏈定向矢量控制的基本思想

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

6.6.4 按轉子磁鏈定向矢量控制系統的轉矩控制方式

6.6.5 轉子磁鏈計算

6.6.6 磁鏈開環轉差型矢量控制系統——間接定向

6.6.7 矢量控制系統的特點與存在的問題 *

6.6.8 矢量控制系統的仿真

6.7 異步電動機按定子磁鏈控制的直接轉矩控制系統

6.7.1 定子電壓矢量對定子磁鏈與電磁轉矩的控制作用

6.7.2 基於定子磁鏈控制的直接轉矩控制系統

6.7.3 定子磁鏈和轉矩計算模型

6.7.4 直接轉矩控制系統的特點與存在的問題 *

6.7.5 直接轉矩控制系統的仿真

6.8 直接轉矩控制系統與矢量控制系統的比較 *

6.9 異步電動機無速度傳感器調速系統 思考題 習題

第7章 繞線轉子異步電動機雙饋調速系統 ^[1] 

7.1 繞線轉子異步電動機雙饋調速工作原理

7.1.1 繞線轉子異步電動機轉子附加電動勢的作用

7.1.2 繞線轉子異步電動機雙饋調速的五種工況

7.2 繞線轉子異步電動機串級調速系統

7.2.1 串級調速系統的工作原理 *

7.2.2 串級調速系統的其他類型

7.3 串級調速的機械特性

7.3.1 串級調速機械特性的特徵

7.3.2 串級調速的轉子整流電路

7.3.3 串級調速的機械特性方程式 *

7.4 串級調速系統的技術經濟指標

7.4.1 串級調速系統的效率

7.4.2 串級調速系統的功率因數

7.4.3 串級調速裝置的電壓和容量 7.5 雙閉環控制的串級調速系統 *

7.6 串級調速系統的起動方式 7.6.1 間接起動

7.6.2 直接起動 *7.7.7 繞線轉子異步風力發電機組 思考題 習題*

第8章 同步電動機變壓變頻調速系統

8.1 同步電動機的穩態模型與調速方法

8.1.1 同步電動機的特點 8.1.2 同步電動機的分類

8.1.3 同步電動機的轉矩角特性

8.1.4 同步電動機的穩定運行 8.1.5 同步電動機的起動

8.1.6 同步電動機的調速 8.2 他控變頻同步電動機調速系統

8.2.1 轉速開環恆壓頻比控制的同步電動機羣調速系統

8.2.2 大功率同步電動機調速系統 8.3 自控變頻同步電動機調速系統

8.3.1 自控變頻同步電動機 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 *

8.4 同步電動機矢量控制系統 8.4.1 基於轉子旋轉正交座標系的可控勵磁同步電動機動態數學模型

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

8.4.3 正弦波永磁同步電動機矢量控制系統 *

8.5 同步電動機直接轉矩控制系統 8.5.1 可控勵磁同步電動機直接轉矩控制系統

8.5.2 永磁同步電動機直接轉矩控制系統 思考題 習題

第3篇 伺服系統*第9章 伺服系統 9.1 伺服系統的特徵及組成

9.1.1 伺服系統的基本要求及特徵 9.1.2 伺服系統的組成

9.1.3 伺服系統的性能指標 9.2 伺服系統控制對象的數學模型

9.2.1 直流伺服系統控制對象的數學模型

9.2.2 交流伺服系統控制對象的數學模型

9.3 伺服系統的設計 9.3.1 調節器校正及其傳遞函數

9.3.2 單環位置伺服系統 9.3.3 雙環位置伺服系統

9.3.4 三環位置伺服系統 9.3.5 複合控制的伺服系統 思考題 習題

參考文獻 ^[1] 

阮毅，1955年生，1984年畢業於同濟大學電氣工程系工業自動化專業，1989年在上海工業大學獲工學碩士學位，1996年在上海大學獲工學博士學位，現任上海大學機電工程與自動化學院教授、博士生導師，中國電源學會變頻電源與電力傳動專業委員會副主任委員。中國自動化學會電氣自動化專業委員會常務委員，中國電工技術學會電控系統與裝置專業委員會常務委員。主要從事電力傳動控制系統、電力電子應用技術、計算機控制等方面的教學和研究工作。