绪论 1
0.1交流电机控制系统的发展和现状 1
0.2交流电机控制系统的类型 3
0.3交流电机数字控制系统的特点 6
0.4数字控制系统的一般问题 9
第1章 数字控制系统的理论基础 15
1.1概述 15
1.2连续域等效设计法 15
1.2.1数字控制系统的性能要求 15
1.2.2连续域离散化的方法 16
1.2.3数字PID调节器 19
1.2.4数字PID调节器的改进 22
1.3数字控制系统的z变换分析 26
1.3.1 z变换及其性质 26
1.3.2数字控制系统的脉冲传递函数 29
1.4数字控制系统的离散化设计 30
1.4.1最少拍控制系统的设计 30
1.4.2最少拍无纹波控制系统的设计 32
1.4.3数字调节器的实现 34
1.5数字控制系统的状态空间分析和设计 37
1.5.1数字控制系统的状态空间方程 37
1.5.2数字控制系统的一般性质 38
1.5.3状态空间设计法 39
1.5.4状态观测器 41
1.6数字控制系统软件设计的实际考虑 44
1.6.1数字控制系统软件设计 44
1.6.2量化误差和比例因子 46
1.6.3数据处理和数字滤波 48
参考文献 52
第2章 交流电机数字控制系统硬件基础 53
2.1概述 53
2.2微机控制系统硬件设计的一般问题 53
2.2.1交流电机数字控制系统的设计方法和步骤 54
2.2.2交流电机的数字控制系统总体方案的确定 55
2.2.3微处理器芯片的选择 57
2.3微处理器和控制芯片简介 58
2.3.1单片机 58
2.3.2数字信号处理器（DSP） 61
2.3.3精简指令集计算机（RISC） 63
2.3.4并行处理器和并行DSP 65
2.3.5专用集成电路（ASIC） 65
2.4交流电机数字化控制系统构成 68
2.4.1总线系统 68
2.4.2接口和外围设备 69
2.4.3实时控制 73
2.4.4信号检测 75
2.5系统开发和集成 78
2.5.1对开发系统的要求 78
2.5.2通用数字化开发平台 78
2.5.3硬件系统设计中的抗干扰问题 82
参考文献 84
第3章 电压型PWM变频调速异步电机数字控制系统 85
3.1概述 85
3.2变频调速的基本原理 85
3.2.1变压变频（VWF）控制原理 85
3.2.2异步电机变压变频时的机械特性 87
3.3电压型PWM变频器 89
3.3.1电压型PWM变频器的主电路 89
3.3.2 PWM技术分类 91
3.3.3 PWM性能指标 92
3.4正弦 PWM技术 94
3.4.1电压SPWM技术 94
3.4.2电流SPWM技术 95
3.4.3磁通SPWM技术 97
3.5其他PWM技术 104
3.5.1优化PWM技术 104
3.5.2随机PWM技术 107
3.5.3小结 112
3.6 PWM变频调速异步电机开环控制 112
3.6.1开环变频调速系统 112
3.6.2开环通用变频器的软件设计 117
3.7异步电机转速闭环控制系统 120
3.7.1转差频率控制系统构成 120
3.7.2转差频率控制系统的起动过程分析 121
3.7.3转差频率控制系统的特点 122
参考文献 123
第4章 全数字化异步电机矢量控制系统 125
4.1概述 125
4.2异步电机矢量控制原理 126
4.2.1异步电机数学模型 126
4.2.2转子磁场定向矢量控制原理 127
4.2.3转差频率矢量控制原理 129
4.2.4气隙磁场定向矢量控制原理 130
4.2.5定子磁场定向矢量控制原理 131
4.2.6定子电压定向矢量控制系统 132
4.2.7异步电机矢量控制系统的基本环节 134
4.3全数字化矢量控制系统设计 136
4.3.1转子磁场定向矢量控制系统调节器设计 136
4.3.2全数字化矢量控制系统的硬件和软件构成 144
4.4磁链观测和电流控制 152
4.4.1矢量控制的磁链观测 152
4.4.2矢量控制中的电流调节器 161
4.5无速度传感器异步电机矢量控制系统 166
4.5.1动态转速估计器法 167
4.5.2基于PI调节器的自适应法 169
4.5.3自适应转速观测器法 170
4.5.4转子齿谐波法 174
4.5.5高频注入法 175
4.5.6神经元网络法 177
参考文献 178
第5章 全数字化异步电机直接转矩控制系统 182
5.1概述 182
5.2直接转矩控制基本原理 183
5.2.1电机数学模型 183
5.2.2空间矢量PWM逆变器 183
5.2.3磁链和转矩闭环控制原理 184
5.3磁链和转矩控制性能分析 186
5.3.1磁链控制性能分析 186
5.3.2转矩控制性能分析 188
5.3.3磁链和转矩的估算和观测 190
5.4全数字化控制系统的实现 191
5.4.1电压矢量的选择 191
5.4.2控制系统硬件的实现 194
5.4.3低速控制性能分析 194
5.4.4改进算法 200
5.5无速度传感器直接转矩控制 203
5.5.1直接计算法 204
5.5.2模型参考自适应法（MRAS ） 209
参考文献 213
第6章 全数字化同步电机控制系统 215
6.1概述 215
6.2自控式同步电机控制系统原理 216
6.2.1自控式同步电机的基本结构及工作原理 216
6.2.2自控式同步电机基本关系分析 218
6.3典型自控式同步电机数字控制系统设计 219
6.3.1系统结构设计 220
6.3.2控制功能的数字化实现 221
6.4永磁同步电机数字控制系统 227
6.4.1永磁同步电机及其数学模型 227
6.4.2 PMSM数字控制系统 228
6.4.3全数字化PMSM伺服系统总体设计 229
6.4.4全数字化PMSM伺服系统的性能 230
6.4.5无速度传感器PMSM系统 231
6.4.6转子初始位置的检测策略 243
参考文献 245
附录 248
附录A交流异步电机多变量数学模型及广义派克方程 248
附录B自动控制系统的工程设计法 264
参考文献 274