電動機(jī)的單片機(jī)控制

內(nèi)容概要

電動機(jī)的數(shù)字控制是電動機(jī)控制的發(fā)展趨勢，用單片機(jī)對電動機(jī)進(jìn)行控制是實(shí)現(xiàn)電動機(jī)數(shù)字控制最常用的手段。王曉明編著的這本《電動機(jī)的單片機(jī)控制(第3版)》詳盡、系統(tǒng)地介紹了常用的直流電動機(jī)、交流電動機(jī)、步進(jìn)電動機(jī)、無刷直流電動機(jī)、交流永磁同步伺服電動機(jī)的控制原理和采用單片機(jī)進(jìn)行控制的方法，并給出了單片機(jī)控制電路和軟件。同時，還介紹了用于電動機(jī)驅(qū)動的常用功率元器件的特性和驅(qū)動電路，用于電動機(jī)閉環(huán)控制的常用傳感器的原理以及與單片機(jī)的接口電路，用于電動機(jī)優(yōu)化控制的數(shù)字PID與數(shù)字濾波的算法和編程。
　　本書適合對電動機(jī)的單片機(jī)控制感興趣的初學(xué)者使用，可作為高等院校機(jī)電工程專業(yè)、電氣自動化專業(yè)和電氣工程專業(yè)的教材，還可作為相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員的自學(xué)用書。

作者簡介

王曉明
教授；遼寧省自動化學(xué)會嵌入式系統(tǒng)委員會副主任委員；遼寧省第六屆優(yōu)秀科技工作者；遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)科帶頭人；遼寧省省級精品課《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》課程負(fù)責(zé)人：德國Clausthal大學(xué)能源技術(shù)研究所(IEE)訪問學(xué)者。作者長期從事運(yùn)動控制、自動化控制的科研和教學(xué)工作，共獲得省、市級各種獎勵四項(xiàng)。
主要著作有“電動機(jī)的嵌入式控制叢書”。其中，《電動機(jī)的單片機(jī)控制》一書獲得第六屆高校出版社優(yōu)秀暢銷書獎，該書的第2版被評為“普通高等教育‘十一五’國家級規(guī)劃教材”、“遼寧省普通高等學(xué)校精品教材”。

書籍目錄

緒論
第1章　機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)
　1.1　機(jī)電傳動系統(tǒng)的運(yùn)動方程
　1.2　轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動慣量的折算
　1.3　負(fù)載機(jī)械和電動機(jī)的機(jī)械特性
　1.4　機(jī)電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件
　習(xí)題與思考題
第2章　常用電力電子開關(guān)器件
　2.1　可關(guān)斷晶閘管的特性和參數(shù)
　　2.1.1　可關(guān)斷晶閘管的原理和性能
　　2.1.2　可關(guān)斷晶閘管的門極驅(qū)動電路
　2.2　功率晶體管的性能和應(yīng)用
　　2.2.1　功率晶體管的特性和參數(shù)
　　2.2.2　功率晶體管的驅(qū)動
　2.3　功率場效應(yīng)管的性能和應(yīng)用
　　2.3.1　功率場效應(yīng)管的特性和參數(shù)
　　2.3.2　功率場效應(yīng)管的驅(qū)動
　2.4　絕緣柵雙極晶體管的性能和應(yīng)用
　　2.4.1　絕緣柵雙極晶體管的特性和參數(shù)
　　2.4.2　絕緣柵雙極晶體管的驅(qū)動
　2.5　智能功率模塊的性能和應(yīng)用
　　2.5.1　智能功率模塊的結(jié)構(gòu)
　　2.5.2　智能功率模塊的自保護(hù)特性
　　2.5.3　智能功率模塊的應(yīng)用
　習(xí)題與思考題
第3章　C8051單片機(jī)對電動機(jī)控制的支持
　3.1　C8051F05/15單片機(jī)的特點(diǎn)
　3.2　C8051單片機(jī)的組成
　　3.2.1　C8051單片機(jī)的結(jié)構(gòu)
　　3.2.2　中斷系統(tǒng)
　　3.2.3　定時器/計(jì)數(shù)器
　3.3　C8051用于控制電動機(jī)時的輸入/輸出端口設(shè)置
　3.4　電動機(jī)控制中A/D轉(zhuǎn)換在C8051中的實(shí)現(xiàn)
　3.5　電動機(jī)控制中PWM和測頻在C8051中的實(shí)現(xiàn)
　3.6　C8051與5 V電動機(jī)控制系統(tǒng)的接口方法
　習(xí)題與思考題
第4章　數(shù)字PID控制器與數(shù)字濾波
　4.1　模擬PID控制原理
　4.2　數(shù)字PID控制算法
　　4.2.1　位置式PID控制算法
　　4.2.2　增量式PID控制算法
　　4.2.3　數(shù)字PID控制算法子程序
　4.3　數(shù)字PID的改進(jìn)算法
　　4.3.1　對積分作用的改進(jìn)
　　4.3.2　對微分作用的改進(jìn)
　4.4　數(shù)字PID控制器參數(shù)的選擇方法和采樣周期的選擇
　　4.4.1　參數(shù)的選擇方法
　　4.4.2　采樣周期的選擇
　4.5　數(shù)字濾波技術(shù)
　　4.5.1　算術(shù)平均值法
　　4.5.2　移動平均濾波法
　　4.5.3　防脈沖干擾平均值法
　　4.5.4　數(shù)字低通濾波法
　習(xí)題與思考題
第5章　位移、角度、轉(zhuǎn)速檢測傳感器
　5.1　光柵位移檢測傳感器
　　5.1.1　光柵傳感器的特點(diǎn)和分類
　　5.1.2　光柵位移傳感器的組成
　　5.1.3　光柵位移傳感器的工作原理
　　5.1.4　光柵細(xì)分技術(shù)
　　5.1.5　光柵位移傳感器與單片機(jī)的接口
　5.2　光電編碼盤角度檢測傳感器
　　5.2.1　絕對式光電編碼盤
　　5.2.2　增量式光電編碼盤
　　5.2.3　光電編碼盤與單片機(jī)的接口
　5.3　直流測速發(fā)電機(jī)
　　5.3.1　直流測速發(fā)電機(jī)的工作原理
　　5.3.2　影響直流測速發(fā)電機(jī)輸出特性的因素及對策
　　5.3.3　直流測速發(fā)電機(jī)與單片機(jī)的接口
　習(xí)題與思考題
第6章　直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)
 5.2 光電編碼盤角度檢測傳感器
 5.2.1 絕對式光電編碼盤
 5.2.2 增量式光電編碼盤
 5.2.3 光電編碼盤與單片機(jī)的接口
 5.3 直流測速發(fā)電機(jī)
 5.3.1 直流測速發(fā)電機(jī)的工作原理
 5.3.2 影響直流測速發(fā)電機(jī)輸出特性的因素及對策
 5.3.3 直流測速發(fā)電機(jī)與單片機(jī)的接口
 習(xí)題與思考題
第6章 直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)
 6.1 直流電動機(jī)電樞的PWM調(diào)壓調(diào)速原理
 6.2 直流電動機(jī)的不可逆PWM系統(tǒng)
 6.2.1 無制動的不可逆PWM系統(tǒng)
 6.2.2 有制動的不可逆PWM系統(tǒng)
 6.3 直流電動機(jī)雙極性驅(qū)動可逆PWM系統(tǒng)
 6.3.1 雙極性驅(qū)動可逆PWM系統(tǒng)的控制原理
 6.3.2 采用專用直流電動機(jī)驅(qū)動芯片LMDl8200實(shí)現(xiàn)雙極性控制
 6.4 直流電動機(jī)單極性驅(qū)動可逆PWM系統(tǒng)
 6.4.1 受限單極性驅(qū)動可逆PWM系統(tǒng)的控制原理
 6.4.2 受限倍頻單極性驅(qū)動可逆PWM系統(tǒng)的控制原理
 6.4.3 用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)受限單極性控制
 6.5 小功率直流伺服系統(tǒng)
 6.5.1 LM629的功能和工作原理
 6.5.2 LM629的指令
 6.5.3 LM629的應(yīng)用
 習(xí)題與思考題
第7章 交流異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)
 7.1 交流異步電動機(jī)變頻調(diào)速原理
 7.1.1 交流異步電動機(jī)調(diào)速原理
 7.1.2 主電路和逆變電路工作原理
 7.2 變頻與變壓
 7.2.1 問題的提出
 7.2.2 變頻與變壓的實(shí)現(xiàn)——SPWM調(diào)制波
 7.2.3 載波頻率的選擇
 7.3 變頻后的機(jī)械特性及其補(bǔ)償
 7.3.1 變頻后的機(jī)械特性
 7.3.2 U／f轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償法
 7.4 SPWM波發(fā)生器SA4828芯片
 7.4.1 SA4828的工作原理
 7.4.2 SA4828的編程
 7.5 單片機(jī)控制交流異步電動機(jī)變頻調(diào)速應(yīng)用舉例
 7.5.1 硬件接口電路
 7.5.2 編程舉例
 習(xí)題與思考題
第8章 步進(jìn)電動機(jī)的單片機(jī)控制
 8.1 步進(jìn)電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理
 8.1.1 步進(jìn)電動機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)
 8.1.2 反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)的工作原理
 8.1.3 二相混合式步進(jìn)電動機(jī)的工作原理
 8.2 步進(jìn)電動機(jī)的特性
 8.2.1 步進(jìn)電動機(jī)的振蕩、失步及解決方法
 8.2.2 步進(jìn)電動機(jī)的矩角特性
 8.2.3 步進(jìn)電動機(jī)的矩頻特性
 8.3 步進(jìn)電動機(jī)的驅(qū)動
 8.3.1 單電壓驅(qū)動
 8.3.2 雙電壓驅(qū)動
 8.3.3 斬波驅(qū)動
 8.3.4 細(xì)分驅(qū)動
 8.3.5 集成電路驅(qū)動
 8.3.6 雙極性驅(qū)動
 8.4 步進(jìn)電動機(jī)的單片機(jī)控制
 8.4.1 脈沖分配
 8.4.2 速度控制
 8.5 步進(jìn)電動機(jī)的運(yùn)行控制
 8.5.1 位置控制
 8.5.2 加、減速控制
 習(xí)題與思考題
第9章 無刷直流電動機(jī)的原理及單片機(jī)控制
 9.1 元刷直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理
 9.1.1 無刷直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)
 9.1.2 位置傳感器
 9.1.3 無刷直流電動機(jī)的工作原理
 9.2 無刷直流電動機(jī)的驅(qū)動
 9.2.1 三相無刷直流電動機(jī)全橋驅(qū)動的連接方式
 9.2.2 無刷直流電動機(jī)的PWM控制方式
 9.2.3 正反轉(zhuǎn)
 9.3 無刷直流電動機(jī)的單片機(jī)控制
 9.3.1 有位置傳感器無刷直流電動機(jī)的單片機(jī)控制
 9.3.2 無位置傳感器無刷直流電動機(jī)的單片機(jī)控制
 習(xí)題與思考題
第10章 交流永磁同步伺服電動機(jī)的磁場定向矢量控制
 10.1 矢量控制技術(shù)
 10.1.1 矢量控制的基本思想
 10.1.2 矢量控制的坐標(biāo)變換
 10.2 電壓空間矢量SVPWM技術(shù)
 10.2.1 電壓矢量與磁鏈?zhǔn)噶康年P(guān)系
 10.2.2 基本電壓空間矢量
 10.2.3 鏈軌跡的控制
 10.2.4 t1、t2、t0的計(jì)算和扇區(qū)號的確定
 10.3 轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制
 10.4 用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)交流永磁同步伺服電動機(jī)的磁場定向矢量控制
 10.4.1 交流伺服控制芯片的功能
 10.4.2 應(yīng)用舉例
 習(xí)題與思考題
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)可分成三大部分，即控制、驅(qū)動、反饋。其中，在驅(qū)動部分起主要作用的就是電力電子開關(guān)器件。電動機(jī)調(diào)速的發(fā)展依賴于電力電子開關(guān)器件的發(fā)展，例如，功率晶體管（GTR）的出現(xiàn)使交流電動機(jī)變頻調(diào)速進(jìn)入實(shí)用化。近十幾年來，電力電子開關(guān)器件發(fā)展十分迅猛，不斷出現(xiàn)的新型開關(guān)器件具有更優(yōu)越的性能。它們有些正在取代老的開關(guān)器件，如功率晶體管（GTR）逐漸被絕緣柵雙極晶體管（IGBT）取代；有些由于制造成本的問題，現(xiàn)在還不能普及，但更具有潛力。目前，常用的電力電子開關(guān)器件有：可關(guān)斷晶閘管（GTO）、功率晶體管（GTR）、功率場效應(yīng)管（MOSFET）、絕緣柵雙極晶體管（IGBT）。根據(jù)它們的特點(diǎn)，這些器件都有各自的應(yīng)用范圍。可關(guān)斷晶閘管仍然在大功率和超大功率領(lǐng)域占統(tǒng)治地位，功率晶體管和絕緣柵雙極晶體管在大、中功率方面占統(tǒng)治地位，功率場效應(yīng)管在中、小功率領(lǐng)域具有較強(qiáng)的優(yōu)勢。本章將詳細(xì)介紹這些開關(guān)器件的性能和驅(qū)動電路。

編輯推薦

《電動機(jī)的單片機(jī)控制(第3版)》：第六屆全國高校出版社優(yōu)秀暢銷書獎。

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