0绪论 1
第一篇 直流调速系统 6
1速度闭环控制的调速系统 6
1．1速度闭环调速系统的组成及其静特性 6
1．1．1反馈控制规律 7
1．1．2限流保护——电流截止负反馈 8
1．1．3速度闭环控制调速系统的动态数学模型及稳定性分析 10
1．2无静差调速系统和积分、比例控制规律 14
1．2．1积分调节器和积分控制规律 14
1．2．2比例积分控制规律 15
1．3电压负反馈电流补偿控制的调速系统 15
1．3．1电压负反馈调速系统 16
1．3．2电流正反馈和补偿控制规律 17
1．3．3电流补偿控制调速系统的数学模型和稳定性分析 19
习题 20
本章小结 20
2多环控制的直流调速系统 22
2．1双闭环系统的结构 22
2．1．1直流电动机的理想启动特性 22
2．1．2转速、电流双闭环调速系统的组成 23
2．2转速、电流双闭环调速系统及其静特性 24
2．2．1稳态结构图和静特性 24
2．2．2各变量的稳态工作点和稳态参数计算 25
2．3动态数学模型和动态分析 26
2．3．1动态数学模型 26
2．3．2启动过程分析 28
2．3．3双闭环调速系统的启动过程的特点 29
2．3．4动态性能和两个调节器的作用 30
2．4．2带转速微分负反馈双闭环调速系统的基本原理 32
2．4转速、电流双闭环的超调及其抑制 32
2．4．1问题的提出 32
3可逆调速系统 35
3．1可逆调速系统的基本结构和特点 35
3．1．1电枢反接可逆线路 35
3．1．2励磁反接可逆线路 37
3．2有环流可逆调速系统 37
3．2．1环流及其种类 37
3．2．2自然环流可逆调速系统 40
3．2．3可控环流可逆调速系统 44
3．3无环流可逆调速系统 47
3．3．1逻辑控制无环流可逆调速系统 47
3．3．2错位控制无环流可逆系统 49
本章小结 52
习题 53
4直流脉宽调速系统 54
4．1脉宽调制变换器 54
4．1．1不可逆PWM变换器 54
4．1．2可逆PWM变换器 56
4．2脉宽调速系统的开环机械特征 59
4．3脉宽调速系统的控制电路 60
4．3．1一种双极式脉宽调速系统的控制电路 60
4．3．2 PWM集成电路 63
4．4 PWM直流调速系统的制动过程 66
4．5两类直流调速系统的比较 66
本章小结 66
习题 67
第二篇 交流调速系统 68
5电力变换电路 68
5．1．1电力电子器件 69
5．1电力变换电路基础 69
5．1．2整流与逆变 71
5．1．3电动状态与逆变状态 72
5．1．4不可逆变流器与可逆变流器 72
5．1．5变频器基本结构 73
5．2交·交变频器 73
5．2．1工作原理 73
5．2．2整流与逆变状态 74
5．2．3输出正弦波电压的调制方法 74
5．3交·直·交变频器 76
5．3．1电压型逆变器 76
5．3．2电流型逆变器 79
5．3．3 PWM电压型逆变器 81
5．3．4 PWM电压型变频器的主电路 83
5．4．1三电平PWM电压型逆变器基本结构 85
5．4电平PWM电压型逆变器 85
5．4．2三相三电平变频器的输出状态与波形 86
本章小结 87
习题 87
6 PWM控制技术 89
6．1 PWM控制 89
6．1．1 PWM控制原理 89
6．1．2单极性与双极性PWM模式 90
6．1．3 SPWM控制 91
6．1．4 PWM的调制方式 93
6．1．5 SPWM波形的生成方法 95
6．2 SPWM集成电路芯片 97
6．2．1 HEF4752 97
6．2．2 SLE4520 99
6．3．1电流跟踪型PWM控制 102
6．3跟踪型PWM控制 102
6．3．3磁通跟踪型PWM控制 104
6．3．2电压跟踪型PWM控制 104
本章小结 105
习题 105
7 VVVF调速系统 106
7．1交流调速系统的基本控制结构 106
7．1．1转矩控制 107
7．1．2速度控制 107
7．1．3位置控制 107
7．2交流调速的基本类型 107
7．3异步电动机变频调速时机械特性 109
7．3．1 U1/ω1为恒值（VVVF控制）的机械特性 109
7．3．2 E1/ω1为恒值的机械特性 110
7．3．3 E1/ω1为恒值的机械特性 111
7．4．2 VVVF控制的基本结构 112
7．4 VVVF控制 112
7．4．1 VVVF控制的电压模式 112
7．5转差频率控制 113
7．5．1转差频率控制概念 113
7．5．2转差频率控制规律 114
7．5．3转差频率控制的基本结构 114
7．6通用变频器 115
7．6．1通用变频器的基本结构功能 115
7．6．2通用变频器的控制方式 118
7．6．3通用变频器的容量选择 118
7．6．4通用变频器的功率因数 119
7．6．5通用变频器的保护 121
7．6．6通用变频器的外围设备 123
本章小结 124
习题 125
8．1异步电动机等效电路变换 126
8．1．1电机学中的等效电路 126
8矢量控制技术 126
8．1．2通用等效电路 127
8．1．3不对黎T型等效电路 128
8．2坐标变换 129
8．2．1 3φ/α-β变换 129
8．2．2 α-β/d-q变换 130
8．2．3 3φ/d-q变换 131
8．2．4 k/p变换 132
8．3矢量控制异步电动机数学模型 133
8．3．1矢量控制的思路 133
8．3．2异步电机二轴理论 134
8．4．1直接型矢量控制 139
8．4矢量控制类型 139
8．4．2间接型矢量控制 140
8．4．3矢量控制原理 142
8．5矢量控制系统 142
8．5．1电流源驱动异步电动机矢量控制系统 142
8．5．2电压源驱动异步电动机矢量控制系统 143
8．5．3采用直流控制环的异步电动机矢量控制系统 144
8．6无速度传感器矢量控制系统 145
8．6．1速度推算与矢量控制各自独立进行 145
8．6．2速度推算与矢量控制同时进行 145
8．7无电压、速度传感器矢量控制系统 146
8．8基于磁通观测器的矢量控制系统 147
8．8．1异步电动机数学模型 147
8．8．2控制器数学模型 148
8．9．1异步电机参数计算 150
8．9矢量控制的参数计算 150
8．9．2矢量控制系统励磁电流指令值？的计算 151
8．10数字控制系统算法 153
8．10．1基本算法 153
8．10．2 P1控制器算法 153
8．10．3矢量控制系统的控制器参数算法 154
8．10．4控制器输出指令值的计算 155
本章小结 156
习题 157
9直接转矩控制（DTC）技术 159
9．1直接转矩控制机理 159
9．2定子电压矢量与定子磁链 160
9．2．1逆变器的开关状态和空间电压欠量 160
9．2．2定子电压矢量对磁链和转矩的调节作用 162
9．3．1 DTC系统的组成 164
9．3直接转矩控制（DTC）系统 164
9．3．2电磁转矩模型 166
9．3．3定子磁链模型 166
9．4无速度传感器直接转矩控制 168
9．5直接转矩控制与矢量控制的比较 169
本章小结 170
习题 171
10同步电动机矢量控制技术 173
10．1永磁同步电动机矢量控制 173
10．1．1传子磁链与电磁转矩 174
10．1．2矢量控制 174
10．1．3矢量控制系统 176
10．2直流励磁凸极同步电动机矢量控制 178
10．2．1同步电动机变频调速分类 178
10．2．2可控励磁凸极同步电动机矢量控制 179
习题 181
本章小结 181
第三篇 伺服系统与机器人控制初步 186
11执行电动机及其驱动装置 186
11．1有刷水磁直流电动机 186
11．1．1永磁材料概述 187
11．1．2有刷水磁电动机及其特性 187
11．1．3有刷水磁直流电动机的驱动 190
11．2无刷电动机 191
11．2．1无刷直流电动机 192
11．2．2无刷同步电动机 198
11．3步进电动机及其驱动装置 201
11．3．1步进电动机的结构和工作原理 202
11．3．2步进电动机的驱动和控制技术 207
11．4其他特种电动机 211
11．4．1力矩电动机 212
11．4．2直线电动机 214
习题 219
12运动控制系统中的测量技术 220
12．1位置的测量 220
12．1．1电位器 221
12．1．2增量式光电旋转编码器 221
12．1．3绝对旋转编码器 223
12．1．4直线式光电编码器 225
12．1．5旋转变压器和感应同步器 230
12．2速度（转速）的测量 236
12．2．1直流测速发电机 236
12．2．2交流测速发电机 239
12．2．3基于脉冲信号的数字测速方法 239
12．3转矩的测量 244
12．3．1基于应变片的转矩测量 244
12．3．2基于磁性齿轮的转矩测量 245
12．3．3基于变压器的测量方法 246
12．4霍尔电压电流传感器 246
习题 249
13运动系统的控制技术 250
13．1连续运动轨迹插补原理 251
13．1．1脉冲增量插补原理 251
13．1．2数据采样插补原理 258
13．2位置控制技术 261
13．2．1步进电动机运动系统的有关控制技术 261
13．2．2伺服电动机运动系统的位置闭环控制 267
13．2．3多坐标轨迹控制技术 276
13．3基于芯片和计算机的运动控制器设计 280
13．3．1基于LM628的运动控制器 280
13．3．2基于PC技术的运动控制器 285
本章小结 291
习题 292
14液压、气动与机器人控制初步 293
14．1液压与气压传动系统 293
14．1．1液压传动的基本原理 293
14．1．2液压传动的基本元件 294
14．1．3液压伺服系统 297
14．1．4气压传动系统 299
14．2机器人运动控制技术 301
14．2．1机器人的运动学问题 302
14．2．2机器人的运动控制 304
14．2．3机器人的行走 306
14．2．4机器人计算机控制系统 307
14．2．5近代控制技术在机器人中的应用展望 309
参考文献 310