第1章 自动控制系统基础 1
1.1 自动控制系统的发展 1
1.2 自动控制系统的基本概念 2
1.2.1 自动控制系统示例 2
1.2.2 开环控制系统和闭环控制系统 3
1.3 自动控制系统的分类及性能指标 5
1.3.1 自动控制系统的分类 5
1.3.2 自动控制系统的组成和常用术语 6
1.3.3 对自动控制系统的一般要求 7
1.3.4 自动控制系统的性能指标 8
1.3.5 自动控制系统的分析方法 9
本章小结 9
习题1 10
第2章 自动控制系统的典型环节 12
2.1 概述 12
2.2 自动控制系统的典型环节 12
2.2.1 比例环节(P) 12
2.2.2 积分环节(I) 14
2.2.3 比例积分环节(PI) 16
2.2.4 微分环节(D) 16
2.2.5 比例微分环节(PD) 18
2.2.6 比例积分微分控制(PID) 19
2.3 典型环节的单位阶跃响应 20
2.3.1 典型输入信号 20
2.3.2 典型环节的单位阶跃响应 22
本章小结 24
习题2 25
第3章 单闭环直流调速系统 26
3.1 直流调速系统的基本概念 26
3.1.1 直流电机的调速方案 26
3.1.2 调速系统的稳态指标 28
3.1.3 直流调速系统的供电方式 31
3.1.4 开环 V-M 系统的机械特性 33
3.2 有静差的单闭环直流调速系统 34
3.2.1 转速负反馈有静差直流调速系统 34
3.2.2 电压负反馈调速系统 44
3.2.3 小容量有静差直流调速系统实例 47
3.3 无静差调速系统 50
3.3.1 积分调节器的作用 51
3.3.2 比例积分调节器控制的物理过程及其实用电路 51
3.3.3 无静差直流调速系统 52
本章小结 55
习题3 56
第4章 双闭环无静差调速系统 57
4.1 电流、转速双闭环调速系统 57
4.1.1 转速、电流双闭环调速系统的组成 58
4.1.2 转速、电流双闭环双调速系统的工作原理 60
4.1.3 转速、电流双闭环的调速系统的静特性 61
4.1.4 各变量的稳态工作点和稳态参数计算 61
4.2 转速、电流双闭环调速系统的动态性能 62
4.2.1 转速、电流双闭环调速系统的启动特性分析 62
4.2.2 转速电流双闭环调速系统的特点和 ASR、ACR 调节器的主要作用 64
4.2.3 给定积分器的应用 66
4.3 转速、电流双闭环调速系统的分析与调试 69
4.3.1 自动控制系统调试的步骤 69
4.3.2 自动控制系统的调试方法 71
4.3.3 举例：总轴转动的自动调速系统 74
4.3.4 自动控制系统的维护使用和故障检查 78
本章小结 80
习题4 81
5.1 可逆调速系统的电路 84
5.1.1 可逆运行的概念 84
第5章 直流可逆调速系统 84
5.1.2 电枢可逆电路 85
5.1.3 磁场可逆电路 87
5.1.4 电枢可逆电路与磁场可逆电路的比较 88
5.2 环流直流调速系统 88
5.2.1 环流的概念及种类 88
5.2.2 可控环流可逆调速系统 90
5.3 逻辑无环流直流调速系统 92
5.3.1 逻辑无环流可逆调速系统的组成 92
5.3.2 逻辑无环流可逆调速系统的工作原理 93
5.3.3 无环流逻辑控制器的组成 94
本章小结 99
习题5 99
第6章 直流脉宽调速系统 101
6.1 脉宽调制变换器 101
6.1.1 简单的不可逆 PWM 变换器 101
6.1.2 可逆 PWM 变换器 103
6.2 脉宽调速系统的控制电路 108
6.2.1 PWM 驱动装置控制电路 108
6.2.2 集成 PWM 控制器及微机控制 PWM 调速系统 110
习题6 114
本章小结 114
第7章 交流调速系统 116
7.1 交流调速系统概述 116
7.1.1 交流调速系统的特点及发展趋势 116
7.1.2 交流调速系统的类型 118
7.2 交流异步电机的调压调速系统 119
7.2.1 调压调速系统的工作原理 119
7.2.2 调速的基本方法 119
7.2.3 闭环控制的调压调速系统 121
7.3.2 绕线式异步电机的串级调速系统 124
7.3.1 绕线式异步电机的串电阻调速系统 124
7.3 异步电机串级调速系统 124
7.3.3 双闭环串级调速系统 128
7.3.4 串级调速系统性能分析 128
本章小结 129
习题7 130
第8章 变频器 131
8.1 预备知识 131
8.1.1 逆变器 131
8.1.2 变频调速的工作原理 137
8.2.1 交-交变频器 138
8.2 交-交变频器和交-直-交变频器 138
8.2.2 交-直-交变频器 139
8.3 变频器的构成和原理 139
8.3.1 主回路 139
8.3.2 控制回路 144
8.3.3 变频器的基本工作原理和控制方式 145
8.4 变频器的基本类型和额定数据 146
8.4.1 变频器的基本类型 146
8.4.2 变频器的额定数据 148
8.5.1 变频器类型的选用 149
8.5 变频器的选用 149
8.5.2 容量的选择 151
8.5.3 变频器输出电压与输出频率的选择 152
8.5.4 其他 153
8.5.5 外围设备选择 153
8.6 变频器的运行 154
8.6.1 变频器的功能预置和操作面板 154
8.6.2 变频器的功能 156
8.6.3 功能预置的方法 160
8.6.4 变频器的连接 161
8.6.5 变频器的操作和运行 165
8.7 变频器的维护 169
8.7.1 日常维护 169
8.7.2 定期维护 169
本章小结 172
习题8 175
第9章 变频调速系统 176
9.1 异步电机变频调速的控制方式和机械特性 176
9.1.1 保持 U1/f1=常数的控制方式 177
9.1.3 恒功率控制方式 178
9.1.2 保持 E1/f1=常数的控制方式 178
9.1.4 恒流控制方式 179
9.1.5 变频调速时的机械特性 179
9.2 变频调速系统中的主要控制环节 180
9.2.1 给定积分器 180
9.2.2 绝对值运算器 182
9.2.3 函数发生器 182
9.2.4 电压-频率转换器 183
9.2.5 环形分配器 183
9.2.6 脉冲功放及脉冲输出 184
9.2.7 逻辑开关 185
9.3 转速开环变频调速系统 186
9.3.1 转速开环的电压型变频调速系统 186
9.3.2 转速开环的电流型变频调速系统 187
9.4 转速闭环转差率控制的变频调速系统 188
9.4.1 转差频率控制的基本概念 188
9.4.2 转差频率控制的规律 189
9.4.3 转差频率控制的转速闭环变频调速系统 190
9.4.4 系统存在的问题 191
9.5.2 同步电机调速的基本原理 192
9.5.1 同步电机与异步电机的性能区别 192
9.5 同步电机变频调速系统简介 192
本章小结 197
习题9 198
实验1 建立积分环节的数学模型 199
实验2 直流调速系统参数测定实验 200
实验3 单闭环有静差调速系统实验 205
实验4 双闭环不可逆调速系统(用三相全控桥式供电) 209
实验5 电流型异步电机变频调速系统实验 214
实验6 三相异步电机的变频调速 218
参考文献 227