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目录 1

绪论 1

第一章 电气传动自动控制系统的基本原理 1

1—1电气传动控制系统的构成 1

1—2电气传动控制系统的数学描述 3

1—2—1非线性系统数学描述及其线性化 3

1—2—2线性系统的数学描述模式 5

1—2—3系统数学描述的标么化 7

1—3模拟控制系统的规范校正方法 7

1—3—1单环系统的规范校正 8

1—3—2含非线性参数的闭环校正 16

1—3—3单环系统的降阶计算和校正 19

1—3—4中间变量约束和从属调节原理 21

1—4数字控制系统的规范校正方法 24

1—5受控对象的状态观测器 30

第二章 直流电动机的速度控制系统 37

2—1直流它励电动机的数学模型 38

2—1—1调压时直流它励电动机的数学描述 38

2—1—2调压调磁时直流它励电动机的数学描述 40

2—1—3直流它励电动机的线性化结构图 41

2—2晶闸管变流器的特性 42

2—2—1电流连续时晶闸管变流器特性 43

2—2—2电流断续时晶闸管变流器特性 45

2—2—3晶闸管变流器的动特性 49

2—3单环速度控制系统 52

2—3—1有静差单环速度控制系统 52

2—3—2无静差单环速度控制系统 59

2—4有从属电流环的直流电动机控制系统 64

2—4—1系统的工作原理 64

2—4—2系统的动态校正 67

2—4—3速度调节器饱和时的起动超调 70

2—5直流电动机速度的双域控制系统 71

2—5—1系统的工作原理 71

2—5—2双域控制系统的校正 74

2—5—3与双域控制有关的非线性补偿 76

2—6可逆的速度控制系统 79

2—6—1静态环流分析 79

2—6—2有环流可逆速度控制系统 83

2—6—3错位无环流系统 88

2—6—4逻辑无环流系统 94

2—7直流电动机双闭环系统的计算机控制 99

2—7—1电流环控制 101

2—7—2速度环控制 108

第三章 交流电动机的速度控制系统 111

3—1异步电动机在控制定子频率和电压时的数学描述 111

3—1—1基本方程 111

3—1—2简化的传递函数 117

3—2笼型异步电动机的频率控制系统 121

3—2—1控制定子频率时异步电动机的稳态特性 121

3—2—2晶闸管变频器 124

3—2—3用电压型变频器的频率控制系统 127

3—2—4用电流型变频器的频率控制系统 133

3—3用PWM变频器的异步电动机频率控制系统 139

3—3—1谐波分析和脉动转矩 140

3—3—2PWM型逆变器的基本电路及频率控制系统 145

3—3—3PWM型逆变器的微机控制 151

3—4绕线型异步电动机的串级速度控制系统 156

3—4—1异步电动机亚同步串级速度控制系统的基本特性 158

3—4—2异步电动机亚同步串级闭环速度控制系统 167

3—5绕线型异步电动机速度控制系统的其它型式 170

3—5—1有转子斩波器的速度控制系统 170

3—5—2调节定子电压的速度控制系统 172

3—6异步电动机的矢量变换控制系统 176

3—7交流同步电动机的速度控制系统 184

3—7—1它控式同步机变频速度控制系统 185

3—7—2无换向器电机的速度控制系统 186

第四章 位置随动系统和数控伺服系统 192

4—1概述 192

4—2定位控制的位置随动系统 194

4—3跟随控制的位置随动系统 199

4—3—1跟随控制作用的误差 199

4—3—2用复合控制提高跟随精度 201

4—3—3双通道的位置随动系统 204

4—3—4有扰动补偿的位置随动系统 206

4—4位置检测 211

4—5脉宽调制型的晶体管斩波器 218

4—5—1PWM斩波器的工作原理 218

4—5—2PWM斩波器的控制电路 222

4—6—1数控伺服系统结构 225

4—6数控机床的伺服系统 225

4—6—2数字比较的位置伺服系统 229

4—6—3相位比较的位置伺服系统 233

4—6—4点位控制的数字伺服系统 234

4—7数控机床伺服系统的程序控制 235

4—7—1运动轨迹 235

4—7—2插补器 237

4—8交流伺服系统 244

4—8—1开环的步进电动机伺服系统 244

4—8—2闭环的交流伺服系统 249

第五章 电气传动的稳速系统和张力控制系统 253

5—1电气传动稳速系统的分类和构成 253

5—1—1稳速系统的分类 253

5—1—2速度偏差信息的处理 253

5—2单电动机的稳速控制系统 261

5—2—1数字模拟式高精度稳速系统 262

5—2—2鉴相式高精度稳速系统 265

5—2—3微机控制的高精度稳速系统 266

5—3多电动机的稳速系统 269

5—3—1多电动机传动的工艺设备特点 269

5—3—2多电动机的速度比值控制 271

5—3—3多电动机的数字模拟控制系统 273

5—4实现张力控制的电动机传动系统 274

5—4—1张力的测量和控制 274

5—4—2张力控制中的动态转矩 276

5—4—3调节电动机功率的张力控制系统 277

5—4—4保持电枢电流恒定的张力控制系统 279

第六章 电气传动的最优控制和自适应控制系统 284

6—1电气传动的最优控制系统 284

6—1—1电气传动最优控制的提出 284

6—1—2最小损耗控制 285

6—2—1直流电动机的最小损耗控制 291

6—2直流和交流电动机的最小损耗控制 291

6—2—2异步电动机的节能最优控制 296

6—3电气传动自适应控制系统的基本原理 303

6—3—1概述 303

6—3—2确定系统的频率和时间特性 304

6—3—3辨识的自适应观测器 305

6—4电气传动的非搜索自适应控制系统 308

6—4—1模型参考自适应控制系统 308

6—4—2使开环频率特性稳定的自适应控制系统 310

6—4—3比较偏差信号高频分量和低频分量构成的自适应控制系统 311

6—4—4有辨识观测器的自适应控制系统 314

6—5电气传动的搜索自适应控制系统 318

6—5—1搜索自适应控制系统的组成原理 318

6—5—2自适应控制系统中搜索极值的方法 318

6—5—3均方误差最小的自适应控制系统 321