绪论 1
第1章 机电传动系统的动力学基础 6
1．1 机电传动系统的运动方程 6
1．2 转矩和转动惯量的折算 7
1．3 负载机械和电动机的机械特性 9
1．4 机电传动系统稳定运行的条件 11
习题与思考题 12
第2章 常用电力电子开关器件 13
2．1 可关断晶闸管（GTO）的特性和参数 13
2．1．1 可关断晶闸管的原理和性能 13
2．1．2 可关断晶闸管的门极驱动电路 17
2．2 功率晶体管（GTR）的性能和应用 18
2．2．1 功率晶体管的特性和参数 18
2．2．2 功率晶体管的驱动 21
2．3 功率场效应管（MOSFET）的性能和应用 23
2．3．1 功率场效应管的特性和参数 24
2．3．2 功率场效应管的驱动 27
2．4 绝缘栅双极晶体管（IGBT）的性能和应用 29
2．4．1 绝缘栅双极晶体管的特性和参数 30
2．4．2 绝缘栅双极晶体管的驱动 32
习题与思考题 36
第3章 C8051单片机对电动机控制的支持 37
3．1 Cygnal C8051F0XX系列单片机特点 37
3．2 C8051单片机的组成 40
3．2．1 C8051单片机的结构 40
3．2．2 中断系统 43
3．2．3 定时器/计数器 45
3．3 C8051用于控制电动机时的输入输出端口设置 51
3．4 电动机控制中的模/数转换在C8051中的实现 55
3．5 电动机控制中的PWM和测频在C8051中的实现 60
3．6 C8051与5 V电动机控制系统的接口方法 70
习题与思考题 71
第4章 数字PID控制器与数字滤波 73
4．1 模拟PID控制原理 73
4．2．1 位置式PID控制算法 75
4．2 数字PID控制算法 75
4．2．2 增量式PID控制算法 76
4．2．3 数字PID控制算法子程序 77
4．3 数字PID的改进算法 84
4．3．1 对积分作用的改进 84
4．3．2 对微分作用的改进 86
4．4 数字PID控制器的参数选择和采样周期的选择 88
4．4．1 参数选择方法 88
4．4．2 采样周期的选择 90
4．5 数字滤波技术 91
4．5．1 算术平均值法 91
4．5．2 移动平均滤波法 92
4．5．3 防脉冲干扰平均值法 95
4．5．4 数字低通滤波法 97
习题与思考题 99
第5章 位移、角度、转速检测传感器 101
5．1 光栅位移检测传感器 101
5．1．1 光栅传感器的特点和分类 101
5．1．2 光栅位移传感器的组成 103
5．1．3 光栅位移传感器工作原理 104
5．1．4 光栅细分技术 107
5．1．5 光栅位移传感器与单片机的接口 109
5．2 光电编码盘角度检测传感器 112
5．2．1 绝对式光电编码盘的工作原理 112
5．2．2 增量式光电编码盘的工作原理 115
5．2．3 光电编码盘与单片机的接口 117
5．3．1 直流测速发电机的工作原理 119
5．3 直流测速发电机 119
5．3．2 影响直流测速发电机输出特性的因素及对策 120
5．3．3 直流测速发电机与单片机的接口 123
习题与思考题 124
第6章 直流电动机调速系统 125
6．1 直流电动机电枢的PWM调压调速原理 125
6．2 直流电动机的不可逆PWM系统 128
6．2．1 无制动的不可逆PWM系统 128
6．2．2 有制动的不可逆PWM系统 131
6．3．1 双极性驱动可逆PWM系统的控制原理 133
6．3 直流电动机双极性驱动可逆PWM系统 133
6．3．2 采用专用直流电动机驱动芯片LMD18200实现双极性控制 135
6．4 直流电动机单极性驱动可逆PWM系统 139
6．4．1 受限单极性驱动可逆PWM系统的控制原理 139
6．4．2 受限倍频单极性驱动可逆PWM系统的控制原理 141
6．4．3 用单片机实现受限单极性控制 142
6．5 小功率直流伺服系统 142
6．5．1 LM629芯片的功能和工作原理 143
6．5．2 LM629的指令 144
6．5．3 LM629的应用 148
习题与思考题 149
第7章 交流异步电动机变频调速系统 150
7．1 交流异步电动机变频调速原理 150
7．1．1 交流异步电动机变频调速原理 150
7．1．2 主电路和逆变电路工作原理 151
7．2 变频与变压 154
7．2．1 问题的提出 154
7．2．2 变频与变压的实现——SPWM调制波 155
7．2．3 载波频率的选择 159
7．3 变频后的机械特性及其补偿 160
7．3．1 变频后的电动机机械特性 160
7．3．2 V/F转矩补偿法 161
7．4 SPWM波发生器SA4828芯片 162
7．4．1 SA4828工作原理 162
7．4．2 SA4828的编程 165
7．5 单片机控制交流异步电动机变频调速应用举例 168
7．5．1 硬件接口电路 168
7．5．2 编程举例 169
7．6 矢量控制简介 176
7．6．1 由直流电动机引发的思考 176
7．6．2 产生旋转磁场的3种方法 176
7．6．3 矢量控制的基本思想 179
习题与思考题 180
8．1 反应式步进电动机的结构和工作原理 181
8．1．1 步进电动机的分类与结构 181
第8章 步进电动机的单片机控制 181
8．1．2 反应式步进电动机的工作原理 183
8．2 步进电动机的特性 189
8．2．1 步进电动机的振荡、失步及解决方法 189
8．2．2 步进电动机的距角特性 190
8．2．3 步进电动机的矩频特性 193
8．3 步进电动机的驱动 194
8．3．1 单电压驱动 194
8．3．2 双电压驱动 195
8．3．3 斩波驱动 196
8．3．4 细分驱动 197
8．3．5 集成电路驱动 199
8．4 步进电动机的单片机控制 200
8．4．1 脉冲分配 201
8．4．2 步进电动机的速度控制 204
8．5 步进电动机的运行控制 205
8．5．1 步进电动机的位置控制 205
8．5．2 步进电动机的加、减速控制 208
习题与思考题 214
第9章 无刷直流电动机的原理及单片机控制 215
9．1 无刷直流电动机的结构和原理 215
9．1．1 结构 215
9．1．2 位置传感器 216
9．1．3 无刷直流电动机的工作原理 220
9．2 无刷直流电动机的绕组联结方式 222
9．2．1 三相星形联结全桥驱动方式 223
9．2．2 三相角形联结全桥驱动方式 225
9．2．3 多相绕组联结方式 226
9．2．4 正反转和限流 228
9．3 无刷直流电动机的单片机控制 231
9．3．1 无刷直流电动机的单片机控制 231
9．3．2 专用集成电路 233
习题与思考题 243
附录一 Sygnal C8051F0XX系列单片机的电气特性 244
附录二 Sygnal C8051F0XX系列单片机的特殊功能寄存器 250
附录三 Sygnal C8051F0XX系列单片机引脚、封装和产品系列 253