电力拖动自动控制系统

《电力拖动自动控制系统:运动控制系统(第4版)》内容简介：根据全国高等学校电气工程与自动化系列教材编审委员会制定的普通高等教育电气工程与自动化类“十一五”规划教材的要求，在《电力拖动自动控制系统:运动控制系统(第4版)》第3版的基础上进行修订，成为第4版，并人选普通高等教育“十一五”国家级规划教材。

《电力拖动自动控制系统:运动控制系统(第4版)》第3版2003年出版，第3版主要体现了三方面的技术进步：全控型电力电子器件取代半控型器件，变换技术由相位控制转变成脉宽调制；模拟电子控制已基本上让位于数字电子控制；交流可调拖动系统逐步取代直流拖动系统已经成为不争的事实，而且交流拖动控制技术本身也有不小的进展。第4版在继承与发扬第3版特色的基础上，将计算机仿真与辅助设计逐步融入运动控制系统的性能分析与设计中。

第4版共3篇，第1篇直流调速系统，第2篇交流调速...

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《电力拖动自动控制系统:运动控制系统(第4版)》内容简介：根据全国高等学校电气工程与自动化系列教材编审委员会制定的普通高等教育电气工程与自动化类“十一五”规划教材的要求，在《电力拖动自动控制系统:运动控制系统(第4版)》第3版的基础上进行修订，成为第4版，并人选普通高等教育“十一五”国家级规划教材。

《电力拖动自动控制系统:运动控制系统(第4版)》第3版2003年出版，第3版主要体现了三方面的技术进步：全控型电力电子器件取代半控型器件，变换技术由相位控制转变成脉宽调制；模拟电子控制已基本上让位于数字电子控制；交流可调拖动系统逐步取代直流拖动系统已经成为不争的事实，而且交流拖动控制技术本身也有不小的进展。第4版在继承与发扬第3版特色的基础上，将计算机仿真与辅助设计逐步融入运动控制系统的性能分析与设计中。

第4版共3篇，第1篇直流调速系统，第2篇交流调速系统，第3篇伺服系统。编写的思路继承了前三版的特色，理论和实际相结合，应用自动控制理论解决运动控制系统的分析和设计问题，以转矩和磁链(或磁通)控制规律为主线，由简入繁、由低及高地循序深入，论述系统的静、动态性能。为了适应技术的发展，补充和添加了部分新内容，以供选用。

《电力拖动自动控制系统:运动控制系统(第4版)》可作为高等学校电气工程与自动化、电气工程及其自动化专业和自动化专业的教材，也可供有关工程师和技术人员参考。

阮毅，男，1955年生，1984年毕业于同济大学电气工程系工业自动化专业，1989年在上海工业大学获工学硕士学位，1996年在上海大学获工学博士学位。现任上海大学机电工程与自动化学院教授，博士生导师，中国电源学会变频电源与电力传动专委会副主任委员，中国自动化学会电气自动化专委会常务委员，中国电工技术学会电控系统与装置专委会常务委员。主要从事电力传动控制系统、电力电子应用技术、计算机控制等方面的教学和研究工作。

教授，1928年生。福建闽侯人。1949年毕业于清华大学电机系，留校任教。1951～1954年在哈尔滨工业大学工业企业电气化专业读研究生，毕业后回清华大学任教。1978年晋升为副教授， 1983年调到上海工业大学(现合并为上海大学)自动化系，历任副教授、教授、并担任博士生导师、副系主任、系主任、电机与控制研究所所长等职。历任中国自动化学...

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阮毅，男，1955年生，1984年毕业于同济大学电气工程系工业自动化专业，1989年在上海工业大学获工学硕士学位，1996年在上海大学获工学博士学位。现任上海大学机电工程与自动化学院教授，博士生导师，中国电源学会变频电源与电力传动专委会副主任委员，中国自动化学会电气自动化专委会常务委员，中国电工技术学会电控系统与装置专委会常务委员。主要从事电力传动控制系统、电力电子应用技术、计算机控制等方面的教学和研究工作。

教授，1928年生。福建闽侯人。1949年毕业于清华大学电机系，留校任教。1951～1954年在哈尔滨工业大学工业企业电气化专业读研究生，毕业后回清华大学任教。1978年晋升为副教授， 1983年调到上海工业大学(现合并为上海大学)自动化系，历任副教授、教授、并担任博士生导师、副系主任、系主任、电机与控制研究所所长等职。历任中国自动化学会电气自动化专业委员会副主任委员，中国电工技术学会理事，电控系统与装置委员会副主任委员，机械电子工业部电力电子与电气传动技术委员会副主任委员，全国高校工业电气与自动化类专业教学指导委员会副主任委员，兼工业自动化教学指导组组长，中国电工技术学会电力电子学会副理事长，上海电子学会理事长，国务院学位委员会第三届电工学科评议组成员。著有《自动控制系统》(机械工业出版社1981年)，《电力拖动自动控制系统》(机械工业出版社1992年)，《交流调速系统》(机械工业出版社1998年)。自1983年起先后担任中央电大电机与拖动、自动控制系统-电力拖动控制课程主讲教师及教材《自动控制系统-电力拖动控制》(中央广播电视大学出版社1988年)、《电力拖动控制系统》(中央广播电视大学出版社1998年)的主编，还合编有《电机与拖动》(中央广播电视大学出版社1983年)。

序前言常用符号表第1章 绪论 1.1 运动控制系统及其组成 1.1.1 电动机 1.1.2 功率放大与交换装置 1.1.3 控制器 1.1.4 信号检测与处理 1.2 运动控制系统的历史与发展 1.3 运动控制系统的转矩控制规律 1.4 生产机械的负载转矩特性 1.4.1 恒转矩负载特性 1.4.2 恒功率负载特性 1.4.3 风机、泵类负载特性 第1篇 直流调速系统第2章 转速反馈控制的直流调速系统 2.1 直流调速系统用的可控直流电源 2.1.1 晶闸管整流器.电动机系统 2.1.2 直流PWN变换器-电动机系统 2.2 稳态调速性能指标和直流调速系统的机械特性 2.2.1 转速控制的要求和稳态调速性能指标 2.2.2 直流调速系统的机械特性 2.3 转速反馈控制的直流调速系统 2.3.1 转速反馈控制直流调速系统的数学模型 2.3.2 比例控制的直流调速系统 2.3.3 比例积分控制的无静差直流调速系统 2.3.4 直流调速系统的稳态误差分析 2.4 直流调速系统的数字控制 2.4.1 微机数字控制的特殊问题 2.4.2 转速检测的数字化 2.4.3 数字Pl调节器 2.5 转速反馈控制直流调速系统的限流保护 2.5.1 转速反馈控制直流调速系统的过电流问题 2.5.2 带电流截止负反馈环节的直流调速系统 2.6 转速反馈控制直流调速系统的仿真 2.6.1 转速负反馈闭环调速系统仿真框图及参数 2.6.2 仿真模型的建立 2.6.3 仿真模型的运行 2.6.4 调节器参数的调整 思考题 习题第3章 转速、电流反馈控制的直流调速系统 3.1 转速、电流反馈控制直流调速系统的组成及其静特性 3.1.1 转速、电流反馈控制直流调速系统的组成 3.1.2 稳态结构图与参数计算 3.2 转速、电流反馈控制直流调速系统的数学模型与动态过程分析 3.2.1 转速-电流反馈控制直流调速系统的动态数学模型 3.2.2 转速、电流反馈控制直流调速系统的动态过程分析 3.3 转速、电流反馈控制直流调速系统的设计 3.3.1 控制系统的动态性能指标 3.3.2 调节器的工程设计方法 3.3.3 按工程设计方法设计转速、电流反馈控制直流调速系统的调节器 3.4 转速、电流反馈控制直流调速系统的仿真 思考题 习题第4章 可逆控制和弱磁控制的直流调速系统 4.1 直流PWN可逆调速系统 4.1.1 桥式可逆PWN交换器 4.1.2 直流PWM可逆调速系统转速反向的过渡过程 4.1.3 直流PWN功率变换器的能量回馈 4.1.4 单片微机控制的PWN可逆直流调速系统 4.2 V-M可逆直流调速系统 4.2.1 V.M可逆直流调速系统的主回路及环流 4.2.2 V.M可逆直流调速系统的控制 4.2.3 转速反向的过渡过程分析 4.3 弱磁控制的直流调速系统 4.3.1 弱磁与调压的配合控制 4.3.2 励磁电流的闭环控制 思考题 习题 第2篇 交流调速系统第5章 基于稳态模型的异步电动机调速系统 5.1 异步电动机的稳态数学模型和调速方法 5.1.1 异步电动机的稳态数学模型 5.1.2 异步电动机的调速方法与气隙磁通 5.2 异步电动机的调压调速 5.2.1 异步电动机调压调速的主电路 5.2.2 异步电动机调压调速的机械特性 5.2.3 闭环控制的调压调速系统 *5.2.4 降压控制在软起动器和轻载降压节能运行中的应用 5.3 异步电动机的变压变频调速 5.3.1 变压变频调速的基本原理 5.3.2 变压变频调速时的机械特性 5.3.3 基频以下的电压补偿控制 5.4 电力电子变压变频器 5.4.1 交-直-交PWM变频器主回路 5.4.2 正弦波脉宽调制(SPWM)技术 5.4.3 消除指定次数谐波的PWM(SHEPWM)控制技术 5.4.4 电流跟踪PWM((CFPWM)控制技术 5.4.5 电压空间矢量PWM(SVPWM)控制技术(磁链跟踪控制技术) *5.4.6 交流PWM变频器-异步电动机系统的特殊问题 5.5 转速开环变压变频调速系统 5.5.1 转速开环变压变频调速系统的结构 5.5.2 系统实现 5.6 转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统 5.6.1 转差频率控制的基本概念及特点 5.6.2 转差频率控制系统结构及性能分析 5.6.3 最大转差频率wsmax的计算 5.6.4 转差频率控制系统的特点 思考题 习题第6章 基于动态模型的异步电动机调速系统 6.1 异步电动机动态数学模型的性质 6.2 异步电动机的三相数学模型 6.2.1 异步电动机三相动态模型的数学表达式 6.2.2 异步电动机三相原始模型的性质 6.3 坐标变换 6.3.1 坐标变换的基本思路 6.3.2 三相-两相变换(3/2变换) 6.3.3 静止两相一旋转正交变换(2s/2r变换) 6.4 异步电动机在正交坐标系上的动态数学模型 6.4.1 静止两相正交坐标系中的动态数学模型 6.4.2 旋转正交坐标系中的动态数学模型 6.5 异步电动机在正交坐标系上的状态方程 6.5.1 状态变量的选取 6.5.2 以w-is-ψr为状态变量的状态方程 6.5.3 以w-is-ψs为状态变量的状态方程 *6.5.4 异步电动机的仿真 6.6 异步电动机按转子磁链定向的矢量控制系统 6.6.1 按转子磁链定向的同步旋转正交坐标系状态方程 6.6.2 按转子磁链定向矢量控制的基本思想 6.6.3 按转子磁链定向矢量控制系统的电流闭环控制方式 6.6.4 按转子磁链定向矢量控制系统的转矩控制方式 6.6.5 转子磁链计算 6.6.6 磁链开环转差型矢量控制系统——间接定向 6.6.7 矢量控制系统的特点与存在的问题 *6.6.8 矢量控制系统的仿真 6.7 异步电动机按定子磁链控制的直接转矩控制系统 6.7.1 定子电压矢量对定子磁链与电磁转矩的控制作用 6.7.2 基于定子磁链控制的直接转矩控制系统 6.7.3 定子磁链和转矩计算模型 6.7.4 直接转矩控制系统的特点与存在的问题 *6.7.5 直接转矩控制系统的仿真 6.8 直接转矩控制系统与矢量控制系统的比较 *6.9 异步电动机无速度传感器调速系统 思考题 习题第7章 绕线转子异步电动机双馈调速系统 7.1 绕线转子异步电动机双馈调速工作原理 7.1.1 绕线转子异步电动机转子附加电动势的作用 7.1.2 绕线转子异步电动机双馈调速的五种工况 7.2 绕线转子异步电动机串级调速系统 7.2.1 串级调速系统的工作原理 *7.2.2 串级调速系统的其他类型 7.3 串级调速的机械特性 7.3.1 串级调速机械特性的特征 7.3.2 串级调速的转子整流电路 7.3.3 串级调速的机械特性方程式 *7.4 串级调速系统的技术经济指标 7.4.1 串级调速系统的效率 7.4.2 串级调速系统的功率因数 7.4.3 串级调速装置的电压和容量 7.5 双闭环控制的串级调速系统 *7.6 串级调速系统的起动方式 7.6.1 间接起动 7.6.2 直接起动 *7.7.7 绕线转子异步风力发电机组 思考题 习题*第8章 同步电动机变压变频调速系统 8.1 同步电动机的稳态模型与调速方法 8.1.1 同步电动机的特点 8.1.2 同步电动机的分类 8.1.3 同步电动机的转矩角特性 8.1.4 同步电动机的稳定运行 8.1.5 同步电动机的起动 8.1.6 同步电动机的调速 8.2 他控变频同步电动机调速系统 8.2.1 转速开环恒压频比控制的同步电动机群调速系统 8.2.2 大功率同步电动机调速系统 8.3 自控变频同步电动机调速系统 8.3.1 自控变频同步电动机 8.3.2 梯形波永磁同步电动机(无刷直流电动机)的自控变频调速系统 *8.4 同步电动机矢量控制系统 8.4.1 基于转子旋转正交坐标系的可控励磁同步电动机动态数学模型 8.4.2 可控励磁同步电动机按气隙磁链定向矢量控制系统 8.4.3 正弦波永磁同步电动机矢量控制系统 *8.5 同步电动机直接转矩控制系统 8.5.1 可控励磁同步电动机直接转矩控制系统 8.5.2 永磁同步电动机直接转矩控制系统 思考题 习题 第3篇 伺服系统*第9章 伺服系统 9.1 伺服系统的特征及组成 9.1.1 伺服系统的基本要求及特征 9.1.2 伺服系统的组成 9.1.3 伺服系统的性能指标 9.2 伺服系统控制对象的数学模型 9.2.1 直流伺服系统控制对象的数学模型 9.2.2 交流伺服系统控制对象的数学模型 9.3 伺服系统的设计 9.3.1 调节器校正及其传递函数 9.3.2 单环位置伺服系统 9.3.3 双环位置伺服系统 9.3.4 三环位置伺服系统 9.3.5 复合控制的伺服系统 思考题 习题参考文献

序前言常用符号表第1章 绪论 1.1 运动控制系统及其组成 1.1.1 电动机 1.1.2 功率放大与交换装置 1.1.3 控制器 1.1.4 信号检测与处理 1.2 运动控制系统的历史与发展 1.3 运动控制系统的转矩控制规律 1.4 生产机械的负载转矩特性 1.4.1 恒转矩负载特性 1.4.2 恒功率负载特性 1.4.3 风机、泵类负载特性 第1篇 直流调速系统第2章 转速反馈控制的直流调速系统 2.1 直流调速系统用的可控直流电源 2.1.1 晶闸管整流器.电动机系统 2.1.2 直流PWN变换器-电动机系统 2.2 稳态调速性能指标和直流调速系统的机械特性 2.2.1 转速控制的要求和稳态调速性能指标 2.2.2 直流调速系统的机械特性 2.3 转速反馈控制的直流调速系统 2.3.1 转速反馈控制直流调速系统的数学模型 2.3.2 比例控制的直流调速系统 2.3.3 比例积分控制的无静差直流调速系统 2.3.4 直流调速系统的稳态误差分析 2.4 直流调速系统的数字控制 2.4.1 微机数字控制的特殊问题 2.4.2 转速检测的数字化 2.4.3 数字Pl调节器 2.5 转速反馈控制直流调速系统的限流保护 2.5.1 转速反馈控制直流调速系统的过电流问题 2.5.2 带电流截止负反馈环节的直流调速系统 2.6 转速反馈控制直流调速系统的仿真 2.6.1 转速负反馈闭环调速系统仿真框图及参数 2.6.2 仿真模型的建立 2.6.3 仿真模型的运行 2.6.4 调节器参数的调整 思考题 习题第3章 转速、电流反馈控制的直流调速系统 3.1 转速、电流反馈控制直流调速系统的组成及其静特性 3.1.1 转速、电流反馈控制直流调速系统的组成 3.1.2 稳态结构图与参数计算 3.2 转速、电流反馈控制直流调速系统的数学模型与动态过程分析 3.2.1 转速-电流反馈控制直流调速系统的动态数学模型 3.2.2 转速、电流反馈控制直流调速系统的动态过程分析 3.3 转速、电流反馈控制直流调速系统的设计 3.3.1 控制系统的动态性能指标 3.3.2 调节器的工程设计方法 3.3.3 按工程设计方法设计转速、电流反馈控制直流调速系统的调节器 3.4 转速、电流反馈控制直流调速系统的仿真 思考题 习题第4章 可逆控制和弱磁控制的直流调速系统 4.1 直流PWN可逆调速系统 4.1.1 桥式可逆PWN交换器 4.1.2 直流PWM可逆调速系统转速反向的过渡过程 4.1.3 直流PWN功率变换器的能量回馈 4.1.4 单片微机控制的PWN可逆直流调速系统 4.2 V-M可逆直流调速系统 4.2.1 V.M可逆直流调速系统的主回路及环流 4.2.2 V.M可逆直流调速系统的控制 4.2.3 转速反向的过渡过程分析 4.3 弱磁控制的直流调速系统 4.3.1 弱磁与调压的配合控制 4.3.2 励磁电流的闭环控制 思考题 习题 第2篇 交流调速系统第5章 基于稳态模型的异步电动机调速系统 5.1 异步电动机的稳态数学模型和调速方法 5.1.1 异步电动机的稳态数学模型 5.1.2 异步电动机的调速方法与气隙磁通 5.2 异步电动机的调压调速 5.2.1 异步电动机调压调速的主电路 5.2.2 异步电动机调压调速的机械特性 5.2.3 闭环控制的调压调速系统 *5.2.4 降压控制在软起动器和轻载降压节能运行中的应用 5.3 异步电动机的变压变频调速 5.3.1 变压变频调速的基本原理 5.3.2 变压变频调速时的机械特性 5.3.3 基频以下的电压补偿控制 5.4 电力电子变压变频器 5.4.1 交-直-交PWM变频器主回路 5.4.2 正弦波脉宽调制(SPWM)技术 5.4.3 消除指定次数谐波的PWM(SHEPWM)控制技术 5.4.4 电流跟踪PWM((CFPWM)控制技术 5.4.5 电压空间矢量PWM(SVPWM)控制技术(磁链跟踪控制技术) *5.4.6 交流PWM变频器-异步电动机系统的特殊问题 5.5 转速开环变压变频调速系统 5.5.1 转速开环变压变频调速系统的结构 5.5.2 系统实现 5.6 转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统 5.6.1 转差频率控制的基本概念及特点 5.6.2 转差频率控制系统结构及性能分析 5.6.3 最大转差频率wsmax的计算 5.6.4 转差频率控制系统的特点 思考题 习题第6章 基于动态模型的异步电动机调速系统 6.1 异步电动机动态数学模型的性质 6.2 异步电动机的三相数学模型 6.2.1 异步电动机三相动态模型的数学表达式 6.2.2 异步电动机三相原始模型的性质 6.3 坐标变换 6.3.1 坐标变换的基本思路 6.3.2 三相-两相变换(3/2变换) 6.3.3 静止两相一旋转正交变换(2s/2r变换) 6.4 异步电动机在正交坐标系上的动态数学模型 6.4.1 静止两相正交坐标系中的动态数学模型 6.4.2 旋转正交坐标系中的动态数学模型 6.5 异步电动机在正交坐标系上的状态方程 6.5.1 状态变量的选取 6.5.2 以w-is-ψr为状态变量的状态方程 6.5.3 以w-is-ψs为状态变量的状态方程 *6.5.4 异步电动机的仿真 6.6 异步电动机按转子磁链定向的矢量控制系统 6.6.1 按转子磁链定向的同步旋转正交坐标系状态方程 6.6.2 按转子磁链定向矢量控制的基本思想 6.6.3 按转子磁链定向矢量控制系统的电流闭环控制方式 6.6.4 按转子磁链定向矢量控制系统的转矩控制方式 6.6.5 转子磁链计算 6.6.6 磁链开环转差型矢量控制系统——间接定向 6.6.7 矢量控制系统的特点与存在的问题 *6.6.8 矢量控制系统的仿真 6.7 异步电动机按定子磁链控制的直接转矩控制系统 6.7.1 定子电压矢量对定子磁链与电磁转矩的控制作用 6.7.2 基于定子磁链控制的直接转矩控制系统 6.7.3 定子磁链和转矩计算模型 6.7.4 直接转矩控制系统的特点与存在的问题 *6.7.5 直接转矩控制系统的仿真 6.8 直接转矩控制系统与矢量控制系统的比较 *6.9 异步电动机无速度传感器调速系统 思考题 习题第7章 绕线转子异步电动机双馈调速系统 7.1 绕线转子异步电动机双馈调速工作原理 7.1.1 绕线转子异步电动机转子附加电动势的作用 7.1.2 绕线转子异步电动机双馈调速的五种工况 7.2 绕线转子异步电动机串级调速系统 7.2.1 串级调速系统的工作原理 *7.2.2 串级调速系统的其他类型 7.3 串级调速的机械特性 7.3.1 串级调速机械特性的特征 7.3.2 串级调速的转子整流电路 7.3.3 串级调速的机械特性方程式 *7.4 串级调速系统的技术经济指标 7.4.1 串级调速系统的效率 7.4.2 串级调速系统的功率因数 7.4.3 串级调速装置的电压和容量 7.5 双闭环控制的串级调速系统 *7.6 串级调速系统的起动方式 7.6.1 间接起动 7.6.2 直接起动 *7.7.7 绕线转子异步风力发电机组 思考题 习题*第8章 同步电动机变压变频调速系统 8.1 同步电动机的稳态模型与调速方法 8.1.1 同步电动机的特点 8.1.2 同步电动机的分类 8.1.3 同步电动机的转矩角特性 8.1.4 同步电动机的稳定运行 8.1.5 同步电动机的起动 8.1.6 同步电动机的调速 8.2 他控变频同步电动机调速系统 8.2.1 转速开环恒压频比控制的同步电动机群调速系统 8.2.2 大功率同步电动机调速系统 8.3 自控变频同步电动机调速系统 8.3.1 自控变频同步电动机 8.3.2 梯形波永磁同步电动机(无刷直流电动机)的自控变频调速系统 *8.4 同步电动机矢量控制系统 8.4.1 基于转子旋转正交坐标系的可控励磁同步电动机动态数学模型 8.4.2 可控励磁同步电动机按气隙磁链定向矢量控制系统 8.4.3 正弦波永磁同步电动机矢量控制系统 *8.5 同步电动机直接转矩控制系统 8.5.1 可控励磁同步电动机直接转矩控制系统 8.5.2 永磁同步电动机直接转矩控制系统 思考题 习题 第3篇 伺服系统*第9章 伺服系统 9.1 伺服系统的特征及组成 9.1.1 伺服系统的基本要求及特征 9.1.2 伺服系统的组成 9.1.3 伺服系统的性能指标 9.2 伺服系统控制对象的数学模型 9.2.1 直流伺服系统控制对象的数学模型 9.2.2 交流伺服系统控制对象的数学模型 9.3 伺服系统的设计 9.3.1 调节器校正及其传递函数 9.3.2 单环位置伺服系统 9.3.3 双环位置伺服系统 9.3.4 三环位置伺服系统 9.3.5 复合控制的伺服系统 思考题 习题参考文献
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