第一篇 电力传动基础

第1章 电力传动系统动力学

1.1 直接驱动的电力传动系统动力学

1.2 复杂机械结构的电力传动系统动力学

1.2.1 工作机构做旋转运动

1.2.2 工作机构做平移运动

1.2.3 工作机构做升降运动

1.2.4 例题

1.3 电力传动系统的负载特性

1.3.1 恒转矩负载特性

1.3.2 通风机型负载特性

1.3.3 恒功率负载特性

1.3.4 组合型负载特性

1.4 小结

习题

第2章 直流电动机的静特性

2.1 直流他励电动机的机械特性

2.1.1 自然机械特性

2.1.2 人为机械特性

2.2 直流他励电动机的起动

2.2.1 直流他励电动机的起动方法

2.2.2 电枢串入电阻的起动方法

2.2.3 直流他励电动机的降压起动

2.3 直流他励电动机的制动

2.3.1 直流他励电动机的能耗制动

2.3.2 直流他励电动机的反接制动

2.3.3 回馈制动（再生制动或发电制动）

2.4 直流他励电动机的调速

2.4.1 电枢串联电阻调速

2.4.2 改变电枢电压调速

2.4.3 改变磁通调速

2.5 调速系统电动机与负载的配合

2.5.1 电动机允许输出的转矩和功率

2.5.2 调速方式与负载类型的配合

2.5.3 电力传动系统在平衡状态下稳定运行的条件

2.6 直流他励电动机的运转状态

2.6.1 电动运转状态

2.6.2 制动运转状态

2.6.3 直流他励电动机在摩擦负载转矩下四象限运行的分析

2.6.4 位能负载生产机械运动过程四象限分析

2.7 直流串励／复励电动机的电力传动

2.7.1 直流串励电动机的机械特性

2.7.2 直流复励电动机的机械特性

2.8 小结

习题

第3章 直流电力传动系统的过渡过程

3.1 概述

3.2 电枢电压突变时的过渡过程

3.2.1 直流他励电动机的动态模型

3.2.2 电压突变时的过渡过程

3.2.3 简化动态模型和过渡过程

3.3 起动控制时的过渡过程

3.3.1 分段电阻起动时的过渡过程

3.3.2 制动控制时的过渡过程

3.4 励磁磁通突变时的过渡过程

3.4.1 励磁回路过渡过程

3.4.2 励磁回路过渡过程的加快

3.4.3 励磁回路过渡过程的延缓

3.5 调速系统的最佳过渡过程

3.5.1 直流电动机最短时间起动

3.5.2 直流电动机最短时间制动

3.5.3 直流电动机最佳过渡过程

3.6 小结

习题

第4章 三相异步电动机的静特性

4.1 三相异步电动机的机械特性

4.2 三相异步电动机的调速

4.2.1 异步电动机变频调速

4.2.2 异步电动机变极调速

4.2.3 变转差率调速

4.3 三相异步电动机的起动

4.3.1 起动问题与解决途径

4.3.2 笼型异步电动机不变频起动

4.3.3 绕线式异步电动机变转差起动

4.3.4 笼型异步电动机变频起动

4.4 三相异步电动机的制动

4.4.1 回馈制动

4.4.2 反接制动

4.4.3 能耗制动

4.5 小结

习题

第二篇 晶闸管直流调速系统

第5章 晶闸管单闭环直流调速系统

5.1 调速系统的技术指标

5.1.1 稳态调速指标

5.1.2 动态性能指标

5.1.3 调速系统的其他指标

5.2 单闭环控制调速系统

5.2.1 单闭环调速系统的组成与静特性

5.2.2 开环系统和闭环系统的静特性比较

5.2.3 反馈控制系统的特性

5.3 单闭环调速系统的限流保护

5.3.1 问题的提出

5.3.2 电流截止负反馈原理

5.3.3 带电流截止负反馈的调速系统的静特性

5.4 单闭环调速系统的动态模型和稳定条件

5.4.1 反馈控制闭环调速系统的动态数学模型

5.4.2 比例调节的单闭环调速系统的稳定条件

5.5 单闭环调速系统的无静差校正

5.5.1 积分调节器的控制规律

5.5.2 比例积分调节器的控制规律

5.5.3 稳态抗扰误差分析

5.6 单闭环调速系统的校正方法

5.6.1 控制系统对开环对数频率特性的一般要求

5.6.2 原始系统的开环对数频率特性

5.6.3 调速系统的串联校正

5.7 小结

习题

第6章 多环控制的晶闸管直流调速系统

6.1 转速、电流双闭环调速系统及其静特性

6.1.1 问题的提出

6.1.2 转速、电流双闭环调速系统的组成

6.1.3 稳态结构图和静特性

6.1.4 各变量的稳态工作点和稳态参数

6.2 双闭环调速系统的动态性能

6.2.1 双闭环调速系统的动态数学模型

6.2.2 双闭环调速系统起动过程分析

6.2.3 动态性能和两个调节器的作用

6.2.4 转速超调的控制——转速微分负反馈

6.3 三闭环调速系统

6.3.1 带电流变化率的三环调速系统

6.3.2 带电压内环的三环调速系统

6.4 可逆调速系统

6.4.1 可逆调速系统的形式

6.4.2 两组晶闸管可逆线路中的环流

6.4.3 有环流可逆调速系统

6.4.4 逻辑无环流可逆调速系统

6.5 小结

习题

第7章 直流调速系统的工程设计方法

7.1 自动控制系统的工程设计方法

7.1.1 工程设计方法步骤

7.1.2 控制系统的类型与稳态特性

7.2 典型Ⅰ型系统的动态性能分析

7.2.1 典型Ⅰ型系统的结构及频率特性

7.2.2 典型Ⅰ型系统的跟随性能分析

7.2.3 典型Ⅰ型系统的抗扰性能分析

7.3 典型Ⅱ型系统的动态性能

7.3.1 典型Ⅱ型系统的结构和频率特性

7.3.2 闭环幅频特性峰值最小的设计方法

7.3.3 典型Ⅱ型系统的跟随性能分析

7.3.4 典型Ⅱ型系统的抗扰性能分析

7.4 调速系统的串联校正

7.4.1 工程设计上小惯性环节的近似处理

7.4.2 工程设计上大惯性环节的近似处理

7.4.3 调速系统的串联校正

7.5 双环调速系统的设计

7.5.1 ACR设计

7.5.2 ASR设计

7.5.3 ASR退饱和超调的计算

7.5.4 设计举例

7.6 并联微分校正调速系统的设计

7.6.1 并联微分校正系统的工程设计

7.6.2 退饱和时间和转速的确定

7.6.3 系统的抗扰性

7.7 小结

习题

第三篇 数字控制的直流调速系统

第8章 电力传动系统的数字控制方法

8.1 数字式电力传动系统

8.1.1 数字式电力传动系统的原理

8.1.2 电力传动系统的数字控制器

8.1.3 电力传动系统的数据采集

8.2 数字控制系统中的数字运算方法

8.2.1 数字控制系统的采样周期与零阶补偿器

8.2.2 数字PID调节器

8.2.3 数字PID调节器的饱和抑制

8.2.4 数字采样中的滤波方法

8.3 数字控制系统的连续域-离散化设计方法

8.3.1 设计原理及步骤

8.3.2 数字控制系统中的z变换

8.3.3 控制系统连续域-离散化示例

8.4 数字控制系统的状态空间设计方法

8.4.1 状态空间的跟踪问题

8.4.2 状态空间线性系统的离散化

8.4.3 状态空间跟踪系统的设计

8.5 小结

习题

第9章 PWM控制的直流调速系统

9.1 PWM控制调速系统的特点

9.1.1 晶闸管调速系统的特点

9.1.2 PWM控制系统的特点

9.2 直流电动机不可逆PWM功率变换器

9.2.1 不可制动的PWM驱动电路

9.2.2 有制动功能的不可逆驱动电路

9.2.3 不可逆调速系统的运行特性

9.3 直流电动机可逆PWM功率变换器

9.3.1 双极性PWM直流电动机驱动电路

9.3.2 单极性PWM直流电动机驱动电路

9.3.3 受限单极式可逆PWM变换器

9.4 PWM直流调速系统的控制与特性

9.4.1 PWM信号产生的方法

9.4.2 脉宽调速系统的静特性

9.4.3 电流与转速的脉动特性

9.4.4 开关损耗与开关频率

9.5 小结

习题

第10章 数字控制的直流调速系统的设计

10.1 PWM控制的单闭环调速系统的设计

10.1.1 PWM控制的单闭环调速系统的动态模型

10.1.2 PWM控制的单闭环调速系统设计

10.1.3 设计举例与性能分析

10.2 PWM控制的双闭环调速系统的设计

10.2.1 PWM控制的双闭环调速系统的动态模型

10.2.2 数字式双闭环直流调速系统的设计

10.2.3 双闭环调速系统的离散化

10.2.4 设计举例

10.3 数字控制的晶闸管调速系统的设计

10.3.1 单闭环晶闸管调速系统的设计

10.3.2 双闭环晶闸管调速系统的设计

10.3.3 两种调速系统的性能比较

10.4 基于状态空间的数字直流调速系统

10.4.1 直流调速系统的状态空间模型

10.4.2 基于状态空间的无静差直流调速系统设计

10.4.3 设计举例

10.5 小结

第四篇 交流变频调速系统

第11章 交流调速的变频器控制技术

11.1 静止变频器的类型

11.1.1 传统静止变频器类型

11.1.2 新型静止变频器类型

11.1.3 电压源和电流源变频器

11.2 三相桥式方波逆变器

11.2.1 120°导通型逆变器的控制方法

11.2.2 180°导通型逆变器的控制方法

11.2.3 150°导通型逆变器的控制方法

11.3 SPWM变频器

11.3.1 SPWM变频器的工作原理

11.3.2 SPWM信号的采样方法

11.3.3 SPWM的电压与频率控制

11.4 SVPWM变频器

11.4.1 逆变器控制中的空间矢量定义

11.4.2 空间矢量脉宽调制的逆变器控制

11.4.3 基于矢量相位的SVPWM调制方法

11.5 其他正弦脉宽调制方法

11.5.1 准正弦波脉宽调制方法

11.5.2 正弦电流跟踪型脉宽调制方法

11.6 小结

习题

第12章 无刷直流电动机调速系统

12.1 无刷直流电动机工作原理

12.1.1 结构特点和工作原理

12.1.2 电动机的基本模型

12.2 无刷直流电动机的换相

12.2.1 无刷直流电动机的换相控制

12.2.2 无刷直流电动机转子位置测量技术

12.3 无刷直流电动机的运行控制

12.3.1 调速和起动控制

12.3.2 制动运行的控制

12.4 无刷直流电动机闭环调速系统

12.4.1 PWM控制的单闭环调速系统

12.4.2 PWM控制的双闭环调速系统

12.5 双重绕组无刷直流电动机及其控制

12.5.1 双重绕组无刷直流电动机

12.5.2 双通道的无刷直流电动机调速系统

12.5.3 双通道的无刷直流电动机调速系统容错控制

12.6 小结

习题

第13章 同步电动机矢量控制调速系统

13.1 同步电动机矢量控制的基本原理

13.1.1 同步电动机的调速原理

13.1.2 直流电动机的结构特点与基本原理

13.1.3 同步电动机等效变换

13.2 同步电动机的数学模型

13.2.1 同步电动机的基本电磁关系

13.2.2 交流绕组的坐标变换

13.2.3 同步旋转坐标系的数学模型

13.3 永磁同步电动机的矢量控制方法

13.3.1 转子磁链定向的矢量控制

13.3.2 单闭环调速系统

13.3.3 双闭环调速系统

13.3.4 电流滞环控制的调速系统

13.4 航空双通道交流伺服控制系统

13.4.1 双绕组永磁同步电动机数学模型

13.4.2 双通道交流伺服系统

13.5 小结

习题

第14章 异步电动机变频调速系统

14.1 转速开环的变频调速系统

14.1.1 系统结构与特点

14.1.2 系统动态数学模型

14.2 转速闭环、转差角速度控制的变频调速系统

14.2.1 转差角速度控制的基本原理

14.2.2 转差角速度控制的变频调速系统

14.2.3 系统动态结构图

14.2.4 转差角速度控制调速系统的特点

14.3 异步电动机动态模型

14.3.1 异步电动机基本电磁关系

14.3.2 笼型在同步旋转坐标系上的数学模型

14.3.3 在其他坐标系上的数学模型

14.4 异步电动机的矢量控制方法

14.4.1 异步电动机的等效变换

14.4.2 异步电动机的转子磁链定向控制

14.4.3 异步电动机转子磁链模型

14.5 异步电动机矢量控制调速系统

14.5.1 磁链闭环的电压型矢量控制调速系统

14.5.2 磁链闭环的电流滞环矢量控制调速系统

14.6 异步电动机直接转矩控制的调速系统

14.6.1 直接转矩控制系统的原理

14.6.2 直接转矩控制系统

14.6.3 直接转矩控制系统的特性分析

14.7 小结

习题

参考文献