運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)教程

前言

電力電子技術(shù)和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是高等院校電類自動(dòng)化專業(yè)的兩門重要課程。兩者具有綜合性強(qiáng)、內(nèi)容更新快、實(shí)踐性強(qiáng)等顯著特點(diǎn)，且兩者的教學(xué)內(nèi)容存在著十分緊密的關(guān)聯(lián)。長(zhǎng)期以來，這兩門課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)依附于各自的理論課程而開設(shè)。為了強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)、更好地開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，特別是便于綜合創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開展，我們對(duì)這兩門課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改革。在深入研究和分析這兩門課程的特點(diǎn)、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，以及知識(shí)關(guān)聯(lián)性等的基礎(chǔ)上，我們規(guī)劃和設(shè)計(jì)了這兩門課程的統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，將兩者的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合，獨(dú)立設(shè)置了運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)課程。因此，編寫了實(shí)驗(yàn)教材《運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)教程》。本書為獨(dú)立開設(shè)的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)課程而撰寫，具有相對(duì)獨(dú)立性和較完備的體系，第1章為預(yù)備知識(shí)，從相應(yīng)的理論課程教材中選取與實(shí)驗(yàn)緊密相關(guān)的部分內(nèi)容編寫而成，便于教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)和學(xué)生有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備。第2章詳細(xì)介紹了實(shí)驗(yàn)設(shè)備的功能及其使用方法，實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備是我們結(jié)合多年來的教學(xué)與科研實(shí)踐，同時(shí)考慮了運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的最新發(fā)展成果，自主設(shè)計(jì)并研制而成的，第3章為實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，詳細(xì)介紹了可開展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

內(nèi)容概要

　　本書共有5章。包括預(yù)備知識(shí)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)和開發(fā)設(shè)計(jì)指南等內(nèi)容.本書既可滿足電力電子技術(shù)和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的一般基本實(shí)驗(yàn)要求，同時(shí)也可滿足開展綜合創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)乃至科研活動(dòng)等多方面的需要。讀者通過對(duì)本書的學(xué)習(xí)，可對(duì)照相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行課程實(shí)驗(yàn)，從而加深對(duì)電力電子與運(yùn)動(dòng)控制專業(yè)理論知識(shí)的理解，為工程設(shè)計(jì)與應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本書可作為高等院校電類自動(dòng)化專業(yè)本科生和研究生電力電子與運(yùn)動(dòng)控制課程的實(shí)驗(yàn)教材和實(shí)驗(yàn)教學(xué)參考書，也可作為相關(guān)工程技術(shù)人員開展科學(xué)研究與產(chǎn)品開發(fā)的參考資料。

書籍目錄

第1章 預(yù)備知識(shí)
1.1 電力電子器件及其驅(qū)動(dòng)電路
1.2 典型的電力電子電路
1.3 雙閉環(huán)直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)
1.4 交流變頻調(diào)速系統(tǒng)
1.5 位置伺服系統(tǒng)
1.6 數(shù)字化控制技術(shù)
第2章 實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹
2.1 電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱
2.2 現(xiàn)代交、直流調(diào)速綜合實(shí)驗(yàn)與開發(fā)平臺(tái)
2.3 全數(shù)字運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與開發(fā)平臺(tái)
2.4 實(shí)驗(yàn)與開發(fā)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)操作步驟及注意事項(xiàng)
第3章 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)
3.1 鋸齒波移相觸發(fā)電路與單相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn)
3.2 電力MOSFET、IGBT的驅(qū)動(dòng)電路及其開關(guān)特性實(shí)驗(yàn)
3，3直流斬波電路實(shí)驗(yàn)
3.4 直流PWM放大器實(shí)驗(yàn)
3.5 單相交－直－交變頻電路實(shí)驗(yàn)
3.6 雙閉環(huán)直流PWM調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
3.7 雙閉環(huán)直流PWM調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
3.8 三閉環(huán)直流PwM位置伺服系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
3.9 交流電動(dòng)機(jī)電壓頻率協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
3.10 矢量控制交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
3.11 矢量控制交流電動(dòng)機(jī)位置伺服系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
第4章 開發(fā)設(shè)計(jì)指南
4.1 開發(fā)設(shè)計(jì)原理
4.2 直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器開發(fā)設(shè)計(jì)
4.3 交流電動(dòng)機(jī)電壓頻率協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)
4.4 交流電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器開發(fā)設(shè)計(jì)
4.5 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容與要求
4.6 開發(fā)設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)過程中的操作注意事項(xiàng)
第5章 基于實(shí)驗(yàn)與開發(fā)平臺(tái)工型的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)
5.1 基于平臺(tái)工型的雙閉環(huán)直流PWM調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
5.2 基于平臺(tái)工型的雙閉環(huán)直流：PWM調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
5.3 基于平臺(tái)工型的三閉環(huán)直流PWM位置伺服系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
5.4 基于平臺(tái)工型的交流電動(dòng)機(jī)電壓頻率協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
5.5 基于平臺(tái)工型的矢量控制交流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
5.6 基于平臺(tái)工型的矢量控制交流電動(dòng)機(jī)位置伺服系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
附錄A 設(shè)備接線說明
附錄B 開發(fā)設(shè)計(jì)的模板程序
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：20世紀(jì)50年代末，第一個(gè)普通晶閘管（SCR）在美國(guó)通用電氣公司的實(shí)驗(yàn)室誕生，標(biāo)志著電力電子技術(shù)的開端。電力電子器件是現(xiàn)代電力電子裝置的核心，在大功率電力電子裝置中，電力電子器件對(duì)整個(gè)裝置的性能、體積、重量和價(jià)格影響非常大，一般來說，電力電子學(xué)的發(fā)展是以電力電子器件的進(jìn)步為標(biāo)志的。電力電子技術(shù)經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，先后出現(xiàn)了以電力晶體管（GTR）為代表的電流驅(qū)動(dòng)全控型器件、以絕緣柵雙極晶體管（IGBT）為代表的電壓驅(qū)動(dòng)全控型器件以及集驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路于一體的智能功率模塊（IPM）。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，電力電子器件的發(fā)展方向是功率集成電路（PIC），功率集成電路將電力電子器件、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路、接口電路集于一體，使整個(gè)器件的可靠性大幅度提高。從不同的角度，可將電力電子器件進(jìn)行如下分類。1.以器件能否被控制為標(biāo)準(zhǔn)分類（1）不可控器件：不能用控制信號(hào)來控制其通斷的器件，如電力二極管。（2）半控型器件：通過控制信號(hào)可以控制其導(dǎo)通但不能控制其關(guān)斷的器件，如普通晶閘管（SCR）。（3）全控型器件：通過控制信號(hào)既可控制其導(dǎo)通又可控制其關(guān)斷的器件，又稱自關(guān)斷器件，如電力晶體管（GTR）。

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