電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)

內(nèi)容概要

　　《電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)（電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)）（運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)）》全面、系統(tǒng)地介紹了現(xiàn)代電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成、基本原理、基本控制方法，以及對(duì)系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)特性分析和數(shù)字化設(shè)計(jì)?！　〉谝黄饕獌?nèi)容：依據(jù)直流電動(dòng)機(jī)的廣義數(shù)學(xué)模型，建立了直流電動(dòng)機(jī)的閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的控制系統(tǒng)；分析了閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)特性；介紹了直流調(diào)速系統(tǒng)可逆運(yùn)行的方法；給出了電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)字控制設(shè)計(jì)方法?！　〉诙饕獌?nèi)容：從建立交流電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型入手，講述現(xiàn)代交流電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本原理，以及靜、動(dòng)態(tài)特性分析。本篇的重點(diǎn)內(nèi)容是，恒壓頻比控制的異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)；異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)和直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)；同步電動(dòng)機(jī)自控式變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)、同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)，以及永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)；在第10章還介紹了交流位置隨動(dòng)（伺服）系統(tǒng)的組成、基本特點(diǎn)，以及工作原理。

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緒論0.1　電力拖動(dòng)及其自動(dòng)控制系統(tǒng)0.2　電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展概況與趨勢(shì)0.2.1　電力拖動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展概況和趨勢(shì)0.2.2　電力拖動(dòng)伺服系統(tǒng)的發(fā)展概況和趨勢(shì)0.2.3　電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)控制第一篇　直流電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)第1章　直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型及其閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)1.1　閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型及其動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖1.1.1　旋轉(zhuǎn)電樞系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及其動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖1.1.2　他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路的數(shù)學(xué)模型及其動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖1.2　直流調(diào)速系統(tǒng)的閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)1.2.1　轉(zhuǎn)速單閉環(huán)的控制結(jié)構(gòu)1.2.2　轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的控制系統(tǒng)1.2.3　他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)閉環(huán)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的控制系統(tǒng)1.2.4　直流電動(dòng)機(jī)雙域閉環(huán)控制調(diào)速系統(tǒng)（先升壓后弱磁調(diào)速系統(tǒng)）第2章　閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析2.1　直流調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)調(diào)速指標(biāo)及開(kāi)環(huán)系統(tǒng)存在的問(wèn)題2.1.1　生產(chǎn)工藝對(duì)轉(zhuǎn)速控制的要求和調(diào)速指標(biāo)2.1.2　開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)存在的問(wèn)題2.2　單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析2.2.1　ASR為比例調(diào)節(jié)器時(shí)的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析與計(jì)算2.2.2　ASR采用PI調(diào)節(jié)器的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)2.2.3　帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析2.3　轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析及計(jì)算習(xí)題及思考題第3章　閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析3.1　單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析3.1.1　ASR為比例調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析3.1.2　ASR采用PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析3.2　轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析3.2.1　快速系統(tǒng)與最佳過(guò)渡過(guò)程的概念3.2.2　轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性分析3.3　閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的自適應(yīng)控制3.3.1　電流自適應(yīng)調(diào)節(jié)器3.3.2　轉(zhuǎn)速自適應(yīng)調(diào)速器3.4　閉環(huán)電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)及動(dòng)態(tài)校正——調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)3.4.1　閉環(huán)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)3.4.2　動(dòng)態(tài)校正——調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)習(xí)題及思考題第4章　可逆直流調(diào)速系統(tǒng)4.1　晶閘管—電動(dòng)機(jī)可逆調(diào)速系統(tǒng)（V-M可逆系統(tǒng)）4.1.1　晶閘管—電動(dòng)機(jī)可逆調(diào)速系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)4.1.2　電樞可逆系統(tǒng)中的環(huán)流4.1.3　有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)4.1.4　無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)4.2　可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)（PWM可逆系統(tǒng)）習(xí)題及思考題第5章　數(shù)字（計(jì)算機(jī)）控制的電力拖動(dòng)系統(tǒng)5.1　數(shù)字電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)5.1.1　數(shù)字控制器（計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）5.1.2　常用（微）處理器和控制芯片5.2　電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)字化設(shè)計(jì)5.2.1　電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)字化設(shè)計(jì)內(nèi)容、原則與步驟5.2.2　直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)全數(shù)字化設(shè)計(jì)5.3　數(shù)字（計(jì)算機(jī)）控制的直流位置隨動(dòng)（伺服）系統(tǒng)5.3.1　數(shù)字控制直流位置隨動(dòng)系統(tǒng)的基本組成及控制結(jié)構(gòu)5.3.2　位置控制的基本要求和理想定位過(guò)程的控制算法5.3.3　程序的組成習(xí)題及思考題第二篇　交流電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)第6章　基于穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型的異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)6.1　基于異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)控制方式6.1.1　電壓－頻率協(xié)調(diào)控制方式6.1.2　轉(zhuǎn)差頻率控制方式6.2　電力電子變頻調(diào)速裝置及其電源特性6.3　電壓源型轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)恒壓頻比控制的異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)6.4　電流源型轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)恒壓頻比控制的異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)6.5　異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差頻率控制（SF）變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)6.5.1　電流源型轉(zhuǎn)差頻率控制的異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理6.5.2　電壓源型轉(zhuǎn)差頻率控制（SF）的異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)習(xí)題及思考題第7章　基于動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的異步電動(dòng)機(jī)矢量控制變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)7.1　矢量控制的基本概念7.1.1　直流電動(dòng)機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩7.1.2　矢量控制的基本思想7.2　異步電動(dòng)機(jī)在不同坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型7.2.1　交流電動(dòng)機(jī)的坐標(biāo)系與空間矢量的概念7.2.2　異步電動(dòng)機(jī)在靜止坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型7.2.3　坐標(biāo)變換及變換矩陣7.2.4　異步電動(dòng)機(jī)在二相靜止坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型7.2.5　異步電動(dòng)機(jī)在任意二相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型7.2.6　異步電動(dòng)機(jī)在二相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型7.2.7　異步電動(dòng)機(jī)在二相坐標(biāo)系上的狀態(tài)方程7.3　磁場(chǎng)定向和矢量控制的基本控制結(jié)構(gòu)7.3.1　轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的異步電動(dòng)機(jī)矢量控制結(jié)構(gòu)7.3.2　異步電動(dòng)機(jī)其他兩種磁場(chǎng)定向方法7.4　轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)器7.4.1　開(kāi)環(huán)方式轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)器7.4.2　閉環(huán)方式轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)器7.5　異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)7.5.1　具有轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)的轉(zhuǎn)速、磁鏈閉環(huán)異步電動(dòng)機(jī)直接矢量控制系統(tǒng)7.5.2　轉(zhuǎn)差型異步電動(dòng)機(jī)間接矢量控制系統(tǒng)7.5.3　無(wú)速度傳感器矢量控制系統(tǒng)7.6　具有雙PWM變流器的矢量控制系統(tǒng)7.7　繞線式異步電動(dòng)機(jī)雙饋矢量控制系統(tǒng)7.7.1　繞線式異步電動(dòng)機(jī)雙饋調(diào)速系統(tǒng)7.7.2　繞線式異步電動(dòng)機(jī)雙饋矢量控制系統(tǒng)7.7.3　雙饋電動(dòng)機(jī)矢量控制的其他方案7.8　數(shù)字化異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.8.1　以DSP為控制核心的數(shù)字異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)7.8.2　軟件設(shè)計(jì)（運(yùn)算程序和控制算法）習(xí)題及思考題第8章　異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)8.1　異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的基本理論8.1.1　直接轉(zhuǎn)矩控制的理論依據(jù)8.1.2　異步電動(dòng)機(jī)定子軸系的數(shù)學(xué)模型8.1.3　逆變器的8種開(kāi)關(guān)狀態(tài)和逆變器的電壓狀態(tài)8.1.4　電壓空間矢量的概念8.1.5　電壓空間矢量與磁鏈空間矢量的關(guān)系8.1.6　電壓空間矢量對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的影響8.1.7　電壓空間矢量的正確選擇8.1.8　異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的基本結(jié)構(gòu)8.2　異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的基本組成及工作原理8.2.1　磁鏈自控制8.2.2　轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)8.2.3　磁鏈調(diào)節(jié)8.2.4　電壓狀態(tài)的選擇8.2.5　最小開(kāi)關(guān)持續(xù)時(shí)間8.2.6　逆變器的開(kāi)關(guān)頻率調(diào)節(jié)8.3　在低速范圍內(nèi)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩控制與調(diào)節(jié)方法8.3.1　在低速范圍內(nèi)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)8.3.2　區(qū)段的電壓狀態(tài)選擇8.3.3　低速范圍內(nèi)轉(zhuǎn)矩與磁鏈調(diào)節(jié)的協(xié)調(diào)8.3.4　使用-120°電壓的磁鏈調(diào)節(jié)8.4　在弱磁范圍內(nèi)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩控制及恒功率調(diào)節(jié)8.4.1　弱磁范圍內(nèi)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)8.4.2　弱磁范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)矩控制與調(diào)節(jié)8.4.3　弱磁范圍內(nèi)的功率調(diào)節(jié)8.5　圓形磁鏈軌跡的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)8.5.1　圓形磁鏈控制8.5.2　電磁轉(zhuǎn)矩控制8.6　異步電動(dòng)機(jī)間接轉(zhuǎn)矩控制（ISC）系統(tǒng)8.7　直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的特點(diǎn)——本章結(jié)論習(xí)題及思考題第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)變壓變頻調(diào)速的特點(diǎn)及基本類型9.2　同步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)主電路晶閘管換流原理及其方法9.2.1　同步電動(dòng)機(jī)交?直?交型變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)逆變器中晶閘管的換流9.2.2　交?交變頻同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)主電路晶閘管的換流9.3　他控變頻同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)9.3.1　轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)恒壓頻比控制的同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)9.3.2　交?直?交型他控變頻同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)9.3.3　交?交型他控變頻同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)9.4　自控變頻同步電動(dòng)機(jī)（無(wú)換向器電動(dòng)機(jī)）調(diào)速系統(tǒng)9.4.1　自控變頻同步電動(dòng)機(jī)（無(wú)換向器電動(dòng)機(jī)）調(diào)速原理及特性9.4.2　自控變頻同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)9.5　按氣隙磁場(chǎng)定向的普通三相同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)9.5.1　普通三相同步電動(dòng)機(jī)的多變量數(shù)學(xué)模型9.5.2　按氣隙磁場(chǎng)定向的繞組勵(lì)磁式普通三相同步電動(dòng)機(jī)交直交變頻矢量控制系統(tǒng)9.6　正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)9.7　梯形波永磁同步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)習(xí)題及思考題第10章　交流位置隨動(dòng)（伺服）系統(tǒng)10.1　以DSP為核心的交流位置隨動(dòng)系統(tǒng)10.2　基于PC（或PLC）的交流位置隨動(dòng)系統(tǒng)及基于現(xiàn)場(chǎng)總線的交流位置隨動(dòng)系統(tǒng)10.3　數(shù)控機(jī)床及其插補(bǔ)算法附錄A　電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)中的檢測(cè)技術(shù)A.1　位置檢測(cè)A.1.1　光電編碼器A.2　速度（轉(zhuǎn)速）測(cè)量A.2.1　數(shù)字測(cè)速法A.3　電壓、電流檢測(cè)A.3.1　直接檢測(cè)式霍爾傳感器A.3.2　磁平衡式（或稱磁補(bǔ)償式）霍爾傳感器附錄B　常用符號(hào)表B.1　元件和裝置用的文字符號(hào)（按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7159-1987）B.2　參數(shù)和物理量文字符號(hào)B.3　常用下角標(biāo)B.4　常用縮寫(xiě)符號(hào)參考文獻(xiàn)

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　　《電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)（電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)）（運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)）》全面、系統(tǒng)地介紹了現(xiàn)代電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成、基本原理、基本控制方法，以及對(duì)系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)特性分析和數(shù)字化設(shè)計(jì)。第一篇依據(jù)直流電動(dòng)機(jī)的廣義數(shù)學(xué)模型，建立了直流電動(dòng)機(jī)的閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的控制系統(tǒng)；分析了閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)特性；介紹了直流調(diào)速系統(tǒng)可逆運(yùn)行的方法；給出了電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)字控制設(shè)計(jì)方法。第二篇從建立交流電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型入手，講述現(xiàn)代交流電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本原理，以及靜、動(dòng)態(tài)特性分析。

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