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运动控制系统


作者:
白晶 刘德君
定价:
35.80 元
版面字数:
510千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
版次:
1
最新版次
印刷时间:
2019年
ISBN:
978-7-04-036417-0
物料号:
36417-00
出版时间:
2012-12-26
读者对象:
高等教育
一级分类:
电气/电子信息/自动化类
二级分类:
电气/自动化专业课
三级分类:
运动控制

本书遵循理论和实际相结合的原则,以反馈闭环控制规律为主线,全面地介绍了运动控制系统的基本组成、工作原理和系统的动静态特性,并给出各种典型的调速设备、典型系统的工程应用案例。

绪论部分:介绍课程内容的背景、课程的目的及相关知识。

第一篇介绍了直流调速系统的基本组成、基本工作原理。

第二篇重点阐述了交流电动机变频调速系统的基本工作原理、基本控制方法和工程应用。

第三篇介绍了位置伺服系统的基本特点、组成、类型、基本工作原理。重点是正弦波永磁同步电动机矢量控制系统及工程应用。

本书的特点是深入浅出、脉络清晰;精炼理论、讲透机理;实例典型、突出应用;注重工程背景的描述,内容翔实,使学生学以致用。书中每章配有小结和典型思考题与习题,供广大师生使用。

本书既可作为普通高等院校自动化类、电气类等相关专业的教材,也可供相关工程技术人员参考。

  • 目录
    • 前辅文
      • 绪论
        • 0.1 运动控制系统组成结构及其相关学科
          • 0.1.1 运动控制系统组成及其控制结构
            • 0.1.2 运动控制系统及其相关学科
            • 0.2 课程的目的和主要内容
              • 0.2.1 课程的目的
                • 0.2.2 课程的主要内容
                • 0.3 前期基础
                  • 0.3.1 电机的机械特性与负载的转矩特性
                    • 0.3.2 运动控制系统的转矩控制规律
                      • 0.3.3 运动控制系统的稳定运行条件
                      • 0.4 生产机械的调速要求及调速系统的性能指标
                        • 0.4.1 生产机械的调速要求
                          • 0.4.2 调速系统的性能指标
                          • 0.5 运动控制系统的发展趋势
                          • 第一篇 直流调速系统
                            • 第1章 单闭环直流调速系统
                              • 1.1 直流电动机的调速方法
                                • 1.1.1 调节电枢电压调速
                                  • 1.1.2 调节电动机励磁调速
                                    • 1.1.3 改变电枢回路电阻调速
                                    • 1.2 可控直流电源-电动机系统
                                      • 1.2.1 晶闸管相控整流器-直流电动机(V-M)系统
                                        • 1.2.2 脉宽调制变换器-直流电动机(PWM-M)系统
                                        • 1.3 开环调速系统存在的问题及解决途径
                                          • 1.4 具有转速负反馈的闭环直流调速系统
                                            • 1.4.1 系统的组成及工作原理
                                              • 1.4.2 系统的静态性能分析
                                                • 1.4.3 系统的动态性能分析
                                                  • 1.4.4 校正环节(控制器、调节器)及其控制规律
                                                    • 1.4.5 转速无静差单闭环直流调速系统动态响应
                                                    • 1.5 最佳过渡过程及单闭环直流调速系统存在的问题
                                                      • 1.5.1 快速系统与最佳过渡过程
                                                        • 1.5.2 单闭环直流调速系统存在的问题
                                                        • 小结
                                                          • 思考题与习题
                                                          • 第2章 转速、电流双闭环直流调速系统
                                                            • 2.1 转速、电流双闭环直流调速系统的组成及静特性
                                                              • 2.1.1 转速、电流双闭环直流调速系统的组成
                                                                • 2.1.2 双闭环调速系统静特性
                                                                • 2.2 双闭环直流调速系统的动态性能
                                                                  • 2.2.1 双闭环直流调速系统的跟随响应
                                                                    • 2.2.2 双闭环直流调速系统的抗扰性能
                                                                    • 2.3 直流调速系统的工程设计
                                                                      • 2.3.1 典型系统的性能指标与参数关系
                                                                        • 2.3.2 系统的校正——调节器设计
                                                                          • 2.3.3 控制对象的工程近似处理方法
                                                                            • 2.3.4 双闭环直流调速系统的工程设计
                                                                            • 小结
                                                                              • 思考题与习题
                                                                              • 第3章 可逆直流调速系统及其应用
                                                                                • 3.1 晶闸管变流装置-直流电动机(V-M)可逆调速系统
                                                                                  • 3.1.1 晶闸管变流装置-直流电动机可逆调速系统主电路及特点
                                                                                    • 3.1.2 电枢可逆系统中的环流
                                                                                      • 3.1.3 有环流可逆调速系统
                                                                                        • 3.1.4 逻辑无环流可逆调速系统
                                                                                        • 3.2 脉宽调制变换器-直流电动机(PWM-M)可逆调速系统主电路及其控制方式
                                                                                          • 3.2.1 双极式可逆PWM-M系统控制方式
                                                                                            • 3.2.2 单极式可逆PWM-M系统控制方式
                                                                                              • 3.2.3 受限单极式可逆PWM-M系统控制方式
                                                                                              • 3.3 数字式直流调速系统
                                                                                                • 3.3.1 数字调速系统的特点
                                                                                                  • 3.3.2 数字式直流调速系统的基本组成
                                                                                                    • 3.3.3 数字直流调速器E-590概述
                                                                                                    • 3.4 直流传动的工程应用——直流调速器在冷拔机上的应用
                                                                                                      • 3.5 直流传动的其他应用——直流调速器在张力控制系统的应用
                                                                                                        • 3.5.1 张力系统概述
                                                                                                          • 3.5.2 张力控制系统概述
                                                                                                            • 3.5.3 直流调速器在800粗轧机上的工程应用
                                                                                                            • 小结
                                                                                                              • 思考题与习题
                                                                                                            • 第二篇 交流调速系统
                                                                                                              • 第4章 交流异步电动机变频调速系统
                                                                                                                • 4.1 引言
                                                                                                                  • 4.1.1 交流调速系统与直流调速系统的比较
                                                                                                                    • 4.1.2 交流电动机的调速方法及其主要应用领域
                                                                                                                    • 4.2 异步电动机变频调速控制特性
                                                                                                                      • 4.2.1 基频以下恒压频比调速特性
                                                                                                                        • 4.2.2 基频以上恒压变频调速特性
                                                                                                                          • 4.2.3 异步电动机变频调速特性
                                                                                                                          • 4.3 变频调速装置及其电源特性
                                                                                                                            • 4.3.1 交-直-交电压型变频器
                                                                                                                              • 4.3.2 交-直-交电流型变频器
                                                                                                                                • 4.3.3 电压型变频器和电流型变频器的比较
                                                                                                                                  • 4.3.4 交-交变频器
                                                                                                                                  • 4.4 变频器简介
                                                                                                                                    • 4.4.1 变频器的分类
                                                                                                                                      • 4.4.2 变频器组成
                                                                                                                                      • 4.5 变频调速系统中的脉宽调制(PWM)控制技术
                                                                                                                                        • 4.5.1 电压正弦PWM法
                                                                                                                                          • 4.5.2 PWM模式的优化-消除特定谐波法
                                                                                                                                            • 4.5.3 电流正弦PWM技术
                                                                                                                                              • 4.5.4 电压空间矢量PWM技术(SVPWM)
                                                                                                                                              • 4.6 基于稳态数学模型的异步电动机变频调速系统
                                                                                                                                                • 4.6.1 异步电动机变频调速的机械特性
                                                                                                                                                  • 4.6.2 恒压频比控制的异步电动机变频调速系统
                                                                                                                                                    • 4.6.3 转差频率控制的异步电动机变频调速系统
                                                                                                                                                    • 4.7 基于动态数学模型的异步电动机矢量控制变频调速系统
                                                                                                                                                      • 4.7.1 矢量控制的基本概念
                                                                                                                                                        • 4.7.2 异步电动机在不同坐标系上的数学模型
                                                                                                                                                          • 4.7.3 磁场定向和矢量控制的基本结构
                                                                                                                                                            • 4.7.4 按转子磁场定向的异步电动机矢量控制变频调速系统
                                                                                                                                                            • 4.8 异步电动机直接转矩控制变频调速系统
                                                                                                                                                              • 4.8.1 直接转矩控制的基本思想及控制方案
                                                                                                                                                                • 4.8.2 电压空间矢量的概念及与磁链空间矢量的关系
                                                                                                                                                                  • 4.8.3 电压空间矢量对电动机转矩的影响及其正确选择
                                                                                                                                                                    • 4.8.4 异步电动机直接转矩控制系统的基本组成及工作原理
                                                                                                                                                                    • 4.9 变频器的应用
                                                                                                                                                                      • 4.9.1 变频器功能
                                                                                                                                                                        • 4.9.2 变频器及外部设备选择
                                                                                                                                                                          • 4.9.3 典型工程应用实例1——变频器在恒压给水系统的应用
                                                                                                                                                                            • 4.9.4 典型工程应用实例2——矢量控制型变频器在薄膜卷绕系统的应用
                                                                                                                                                                              • 4.9.5 典型工程应用实例3——直接转矩控制型变频器在高炉上料系统的应用
                                                                                                                                                                              • 小结
                                                                                                                                                                                • 思考题与习题
                                                                                                                                                                                • 第5章 异步电动机软起动及优化节能控制技术
                                                                                                                                                                                  • 5.1 异步电动机的软起动
                                                                                                                                                                                    • 5.1.1 直接起动的危害
                                                                                                                                                                                      • 5.1.2 传统降压起动方式的适用场合及性能比较
                                                                                                                                                                                        • 5.1.3 软起动器
                                                                                                                                                                                        • 5.2 软起动器在斗轮堆取料机控制系统中的应用
                                                                                                                                                                                          • 5.2.1 斗轮堆取料机简介
                                                                                                                                                                                            • 5.2.2 软起动器的工程应用
                                                                                                                                                                                              • 5.2.3 几种起动方式性能比较
                                                                                                                                                                                                • 5.2.4 系统特点
                                                                                                                                                                                                • 5.3 异步电动机经济运行和优化节能控制技术
                                                                                                                                                                                                  • 5.3.1 异步电动机降压节能技术概述
                                                                                                                                                                                                    • 5.3.2 优化节能的控制依据
                                                                                                                                                                                                      • 5.3.3 优化节能的适用对象
                                                                                                                                                                                                        • 5.3.4 降压起动优化节能计算实例
                                                                                                                                                                                                        • 小结
                                                                                                                                                                                                          • 思考题与习题
                                                                                                                                                                                                          • 第6章 绕线型异步电动机的串级调速及双馈调速系统
                                                                                                                                                                                                            • 6.1 引言
                                                                                                                                                                                                              • 6.2 串级调速的工作原理及晶闸管串级调速系统
                                                                                                                                                                                                                • 6.2.1 绕线型异步电动机串级调速的工作原理
                                                                                                                                                                                                                  • 6.2.2 晶闸管串级调速系统
                                                                                                                                                                                                                  • 6.3 绕线型异步电动机在串级调速时的机械特性
                                                                                                                                                                                                                    • 6.3.1 转子整流器的外特性
                                                                                                                                                                                                                      • 6.3.2 串级调速系统的调速特性
                                                                                                                                                                                                                        • 6.3.3 串级调速系统的机械特性
                                                                                                                                                                                                                        • 6.4 串级调速系统的技术经济指标
                                                                                                                                                                                                                          • 6.4.1 串级调速系统的效率
                                                                                                                                                                                                                            • 6.4.2 串级调速系统的功率因数及其改善途径
                                                                                                                                                                                                                              • 6.4.3 串级调速装置的电压和容量
                                                                                                                                                                                                                                • 6.4.4 斩波控制的串级调速系统
                                                                                                                                                                                                                                • 6.5 双闭环串级调速系统
                                                                                                                                                                                                                                  • 6.5.1 双闭环串级调速系统的组成
                                                                                                                                                                                                                                    • 6.5.2 串级调速系统的动态数学模型
                                                                                                                                                                                                                                      • 6.5.3 串级调速系统的起动方式
                                                                                                                                                                                                                                      • 6.6 串级调速系统的工程应用——在穿孔轧机上的应用
                                                                                                                                                                                                                                        • 6.7 绕线型异步电动机双馈调速系统
                                                                                                                                                                                                                                          • 6.7.1 绕线型异步电动机双馈调速系统的工作原理
                                                                                                                                                                                                                                            • 6.7.2 双馈调速系统的各种运行状态及功率传递关系
                                                                                                                                                                                                                                              • 6.7.3 双馈调速的应用——绕线型异步风力发电机组
                                                                                                                                                                                                                                              • 小结
                                                                                                                                                                                                                                                • 思考题与习题
                                                                                                                                                                                                                                                • 第7章 同步电动机变压变频调速系统
                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.1 同步电动机与异步电动机对比
                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.2 同步电动机的稳态模型与调速方法
                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.2.1 同步电动机的分类
                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.2.2 同步电动机的转矩角特性
                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.2.3 同步电动机的稳定运行
                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.2.4 同步电动机的调速方式及机械特性
                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.3 他控变频同步电动机调速系统
                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.3.1 转速开环恒压频比控制的小容量同步电动机群调速系统
                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.3.2 交-交变频器供电的大容量低速同步电动机调速系统
                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.4 自控变频同步电动机调速系统
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.4.1 梯形波永磁同步电动机(无刷直流电动机)的自控变频调速系统
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.4.2 正弦波永磁同步电动机的自控变频调速系统
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.4.3 交-直-交电流型变频器供电的同步电动机调速系统
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.4.4 交-交自控变频同步电动机调速系统
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.4.5 按气隙磁场定向的普通同步电动机矢量控制系统
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.5 同步电动机的工程应用——大型热连轧机主传动交-交变频调速系统
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 小结
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 思考题与习题
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 第三篇 伺 服 系 统
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 第8章 伺服系统
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.1 引言
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.1.1 伺服系统应用及发展
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.1.2 典型工程应用的引出——PMSM伺服驱动器在直线飞剪中的应用
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.2 伺服系统基本概念
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.2.1 伺服系统的定义
                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.2.2 位置伺服系统的组成
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.2.3 位置伺服系统的分类
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.2.4 伺服系统的性能指标
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.3 伺服系统的位置检测
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.3.1 旋转变压器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.3.2 光电编码器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.4 位置伺服系统的控制结构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.4.1 直流位置伺服系统的组成
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.4.2 交流位置伺服系统的组成
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.5 三相永磁同步伺服电动机控制系统
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.5.1 三相永磁伺服电动机的组成结构及其数学模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.5.2 三相永磁伺服电动机的控制策略
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.5.3 三相永磁伺服电动机的矢量控制
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.5.4 PMSM伺服驱动器在直线飞剪中的应用
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 小结
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 思考题与习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 参考文献

                                                                                                                                                                                                                                                                                                            相关图书