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| 編輯推薦： |
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本书以控制规律为主线，按照从直流到交流、从开环到闭环、从调速到伺服循序渐进的原则编写。 本书反映了技术进步与发展的4个特征: 全控型电力电子器件取代半控型器件，变换技术由相位控制转变成脉宽调制; 模拟电子控制基本上让位于计算机数字控制; 交流运动控制系统逐步取代直流运动控制系统; 计算机仿真与辅助设计逐步融入运动控制系统的性能分析与设计中。
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| 內容簡介： |
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本书共3篇7章，内容涵盖: 可控电源电动机系统的特殊问题及机械特性，开环调速系统的性能指标，交、直流调速系统及伺服系统的工作原理、系统结构，静态和动态性能指标及分析方法，反馈控制的基本特点，调节器结构及参数的设计方法，控制系统的实现，计算机仿真软件在运动控制系统中的应用等。本书以控制规律为主线，按照从直流到交流、从开环到闭环、从调速到伺服循序渐进的原则编写。 本书反映了技术进步与发展的4个特征: 全控型电力电子器件取代半控型器件，变换技术由相位控制转变成脉宽调制; 模拟电子控制基本上让位于计算机数字控制; 交流运动控制系统逐步取代直流运动控制系统; 计算机仿真与辅助设计逐步融入运动控制系统的性能分析与设计中。
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| 關於作者： |
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宋文祥，上海大学机电工程与自动化学院电气工程系教授、博士生导师。2006年获上海大学工学博士学位，2006年至2008年于上海交通大学电气工程博士后流动站工作。主要从事电力电子与电力传动专业相关的教学和科研工作，研究方向为交流电机高性能驱动控制、新型功率变换技术及应用。
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| 目錄：
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绪论
0.1运动控制及其相关学科
0.2运动控制系统及其组成
0.3运动控制系统的转矩控制规律
第1篇直流调速系统
第1章可控直流电源电动机系统
1.1相控整流器电动机系统
1.1.1相控整流器
1.1.2相控整流器电动机系统的特殊问题
1.1.3相控整流直流调速系统的机械特性及数学
模型
1.2直流PWM变换器电动机系统
1.2.1直流PWM变换器
1.2.2直流PWM变换器电动机系统的能量回馈
问题
1.2.3直流PWM调速系统的数学模型及机械特性
1.3调速系统性能指标
1.3.1调速范围和静差率
1.3.2开环调速系统的机械特性及性能指标
思考题
习题
第2章闭环控制的直流调速系统
2.1转速单闭环直流调速系统
2.1.1转速单闭环直流调速系统的控制规律
2.1.2转速单闭环直流调速系统的限流保护
2.1.3转速单闭环直流调速系统的动态数学模型
2.1.4PI控制规律及调节器的设计
2.2转速、电流双闭环直流调速系统
2.2.1双闭环系统的控制规律
2.2.2稳态结构与稳态参数计算
2.2.3双闭环直流调速系统的数学模型与性能分析
2.3转速、电流双闭环直流调速系统的数字实现
2.3.1微机数字控制的特点
2.3.2转速检测的数字化
2.3.3数字PI调节器
2.4调节器的设计方法
2.4.1控制系统的动态性能指标
2.4.2典型系统性能指标与参数间的关系
2.4.3调节器的设计
2.4.4设计举例
*2.5直流调速系统的仿真
思考题
习题
目录
注： 带“*”号为选学内容，学时较少的学校可以不讲。详见“第2版前言”中的说明。
*第3章可逆、弱磁控制的直流调速系统
3.1可逆直流调速系统
3.1.1相控整流器可逆直流调速系统
3.1.2PWM可逆直流调速系统
3.2弱磁控制的直流调速系统
3.2.1弱磁与调压的配合控制
3.2.2调压与弱磁配合控制的调速系统
思考题
习题
第2篇交流调速系统
第4章基于稳态模型的异步电动机调速系统
4.1异步电动机变压变频调速基本原理
4.1.1异步电动机稳态数学模型
4.1.2变压变频调速基本原理
4.1.3基频以下电流补偿控制
4.2交流PWM变频技术
4.2.1交直交PWM变频器主回路
4.2.2正弦波脉宽调制(SPWM)技术
4.2.3电流跟踪PWM(CFPWM)控制技术
4.2.4电压空间矢量PWM(SVPWM)控制技术
4.2.5交流PWM变频器异步电动机系统的特殊问题
4.3转速开环变压变频调速系统
4.3.1转速开环变压变频调速系统结构
4.3.2系统实现
4.4转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统
4.4.1转差频率控制的基本概念及特点
4.4.2转差频率控制系统结构及性能分析
4.4.3最大转差频率ωsmax的计算
4.4.4转差频率控制系统的特点
*4.5变频调速在恒压供水系统中的应用
思考题
习题
第5章基于动态模型的异步电动机调速系统
5.1异步电动机动态数学模型
5.1.1异步电动机动态数学模型的性质
5.1.2异步电动机三相原始数学模型
5.1.3坐标变换
5.1.4异步电动机在两相坐标系上的动态数学模型
5.1.5异步电动机在两相坐标系上的状态方程
5.2异步电动机按转子磁链定向的矢量控制系统
5.2.1按转子磁链定向同步旋转坐标系mt中的状态方程
5.2.2按转子磁链定向矢量控制的基本思想
5.2.3按转子磁链定向矢量控制系统的实现
5.2.4按转子磁链定向矢量控制系统的转矩控制方式
5.2.5转子磁链计算
5.2.6磁链开环转差型矢量控制系统——间接定向
5.3异步电动机按定子磁链控制的直接转矩控制系统
5.3.1定子电压矢量对定子磁链与电磁转矩的控制作用
5.3.2基于定子磁链控制的直接转矩控制系统
5.3.3定子磁链和转矩计算模型
5.4直接转矩控制系统与矢量控制系统的比较
*5.5矢量控制系统在塑料挤出机主传动中的应用
思考题
习题
第6章同步电动机变压变频调速系统
6.1同步电动机的基本特征与调速方法
6.1.1同步电动机的特点
6.1.2同步电动机的分类
6.1.3同步电动机的矩角特性
6.1.4同步电动机的稳定运行
6.1.5同步电动机的起动
6.1.6同步电动机的调速
6.2他控变频同步电动机调速系统
6.2.1转速开环恒压频比控制的同步电动机群调速系统
6.2.2大功率同步电动机调速系统
*6.3自控变频同步电动机调速系统
6.3.1自控变频同步电动机
6.3.2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
*6.4同步电动机矢量控制系统
6.4.1可控励磁同步电动机动态数学模型
6.4.2可控励磁同步电动机按气隙磁链定向矢量控制系统
6.4.3正弦波永磁同步电动机矢量控制系统
6.5同步电动机直接转矩控制系统
6.5.1可控励磁同步电动机直接转矩控制系统
6.5.2永磁同步电动机直接转矩控制系统
思考题
习题
*第3篇无传感器控制
第7章无传感器控制
7.1三相异步电动机转速直接估计
7.1.1转速直接估计
7.1.2异步电机磁链估计
7.2转速自适应的全阶状态观测器
7.2.1以定子电流is和转子磁链ψr为状态变量的全阶磁链
观测器
7.2.2反馈增益矩阵
7.2.3全阶磁链观测器的转速辨识
7.3永磁同步电机无位置传感器矢量控制
7.3.1滑模控制原理
7.3.2滑模控制函数
7.3.3滑模趋近律方法
7.3.4滑模观测器
7.3.5基于滑模观测器的PMSM无位置传感器矢量控制系统
思考题
习题
附录与教学实验参考
参考文献
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| 內容試閱：
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本书第1版属于全国高等学校自动化专业系列教材，按照《全国高等学校自动化专业系列教材》编审委员会制定的要求编写，适用于高等院校自动化专业以及电气工程与自动化、电气工程及其自动化专业本科“运动控制系统”课程，也可供电力电子与电力传动硕士研究生和从事运动控制系统的工程技术人员参考。
本书第2版反映了技术进步与发展的五个特征： (1)全控型电力电子器件取代半控型器件，功率变换技术由相位控制转变成脉宽调制； (2)模拟电子控制让位于计算机数字控制； (3)交流运动控制系统逐步取代直流运动控制系统； (4)交流调速系统的无传感器控制广泛应用； (5)将计算机仿真与辅助设计融入运动控制系统的性能分析与设计。
新版教材的内容涵盖： 可控电源—电动机系统的特殊问题及机械特性，开环调速系统的性能指标； 交、直流调速系统及伺服系统的工作原理、系统结构，静态和动态性能指标及分析方法，反馈控制的基本特点，调节器结构及参数的设计方法，控制系统的实现，计算机仿真软件在运动控制系统中的应用等。以控制规律为主线，按照从直流到交流、从开环到闭环、从有传感器到无传感器循序渐进的原则编写。
直流控制系统是运动控制系统的基础，因此本书第2版依然由直流系统入门，通过讲解控制系统分析与设计的概念和方法，再进入交流控制系统的学习。考虑到高性能的交流调速系统已被广泛应用，根据实际教学经验，诸如异步电动机的动态模型、矢量控制系统与直接转矩控制系统等内容对本科教学难度较大，读者在实际教学中应灵活掌握。在掌握调速系统的基本规律和设计方法的基础上，进一步学习无传感器控制系统的原理与设计方法。
考虑到各个学校相应专业对课程的要求不同，在实际教学中可选用部分内容，对于学时较少的学校，可删去带“*”号的选学内容。教材的每章都附有思考题和习题，其中思考题难度较大，供教学参考使用，读者不必全部求解。
“运动控制课程”是一门实践性很强的课程，一方面实验是学好本门课程必不可少的重要环节，另一方面学生利用电脑进行MATLAB仿真练习也是一个有效且比较普及的手段，因此在第2版设计了相关习题，在教学中可灵活选择布置给学生利用MATLAB/Simulink进行仿真实践。同时，在附录中还提供了部分典型系统的仿真模型，有利于学生学习和参考。为了便于实施教学，作者还编制了教学课件，供任课教师和读者使用。
本书由上海大学宋文祥教授主编，上海应用技术大学宗剑副教授、南通大学吴晓新副教授、苏州大学杨勇教授参编。本书由哈尔滨工业大学王高林教授主审，并请电力传动学科的老前辈上海大学陈伯时先生对书稿进行了审阅，感谢陈老先生提出的诸多宝贵建议。
上海大学阮毅教授和上海交通大学陈维钧副教授是本书第1版的主编，对本教材具有不可磨灭的贡献，值得后辈永远铭记。在本书的修订之初，阮毅教授对教材的修订给出了很多极有价值的指导和支持，在此本书第2版的全体作者谨向阮老师致以崇高的敬意和衷心的感谢。
感谢清华大学出版社曾珊编辑给予的理解、支持和帮助。感谢上海大学电气工程系宋文祥课题组的研究生。感谢他们为本书做出的贡献。
新版教材仍难免有缺点和不足，期望读者批评指正。
编者
2024年1月
第1版前言
本书属于《全国高等学校自动化专业系列教材》，按照系列教材编审委员会制定的要求编写，适用于高等院校自动化专业以及电气工程与自动化、电气工程及其自动化专业本科“运动控制系统”课程，也可供电力电子与电力传动硕士研究生和从事运动控制系统的工程技术人员参考。
“运动控制系统”是电气工程与自动化专业、电气工程及其自动化专业和自动化专业的专业主干课，综合利用前期课程“自动控制理论”“电力电子技术”“电机与拖动基础”“计算机控制系统”的基础知识，培养学生理论联系实际的能力，掌握运动控制系统的工作原理和设计方法。课程的要点是: 从实际出发，深入地进行理论分析，应用理论解决运动控制系统中的实际问题，以计算机仿真和实验等手段验证理论分析结果，提高学生分析问题和解决问题的能力。因此，“运动控制系统”是培养自动化专业学生理论联系实际的关键课程。
本书反映了技术进步与发展的4个特征: ①全控型电力电子器件取代半控型器件，变换技术由相位控制转变成脉宽调制; ②模拟电子控制基本上让位于计算机数字控制; ③交流运动控制系统逐步取代直流运动控制系统; ④计算机仿真与辅助设计逐步融入运动控制系统的性能分析与设计中。
本书的内容涵盖: 可控电源电动机系统的特殊问题及机械特性，开环调速系统的性能指标，交、直流调速系统及伺服系统的工作原理、系统结构，静态和动态性能指标及分析方法，反馈控制的基本特点，调节器结构及参数的设计方法，控制系统的实现，计算机仿真软件在运动控制系统中的应用等。本书以控制规律为主线，按照从直流到交流、从开环到闭环、从调速到伺服循序渐进的原则编写。
在内容的安排上，本书避免与前期课程简单的重复，对前期课程的交叉点、复合面，结合本课程的需要做必要的论述，引导读者综合利用前期基础知识，分析与解决新的问题。在经典或传统内容中融入新的方法或新的特点，如计算机数字控制，用计算机仿真来分析和设计系统。
直流控制系统，是运动控制系统的基础，所以本书从直流系统入门，建立了扎实的控制系统分析与设计的概念和能力以后，再进入交流系统的学习。鉴于篇幅与学时上的限制，删去转差功率消耗型和转差功率馈送型异步电动机调速系统等内容，着重论述交流电动机的变频调速。考虑到高性能的交流调速系统已被广泛应用，根据实际教学经验，诸如异步电动机的动态模型、矢量控制系统与直接转矩控制系统等内容教学难度较大，在实际教学中应灵活掌握。在掌握调速系统的基本规律和设计方法的基础上，进一步学习伺服系统的分析与设计方法。
根据编者的教学经验，在48学时内，难以完成全部7章内容的教学。考虑到各个学校相应专业对课程的要求不同，在实际教学中可选用部分内容，对于学时较少的学校，可删去带*的选学内容。本书每章附有思考题和习题，其中思考题难度较大，供教学参考，读者不必全部求解。
本课程是一门实践性很强的课程，实验是学好本课程必不可少的重要环节，可以随课堂教学过程进行，也可以开设单独的实验课，其目的在于培养学生掌握实验方法和运用理论分析并解决实际问题的能力。
为了便于使用本书实施教学，减少板书的时间，缓解学时少、内容多的矛盾，我们编制了课堂教学演示软件，供任课教师和读者使用。直流调速系统由陈维钧副教授编制，交流调速系统和伺服系统由阮毅教授编制。
本书由上海大学陈伯时教授主审，陈伯时教授认真仔细地审阅了书稿，在内容编排、概念论述、文字润饰等方面提出了许多宝贵而中肯的修改意见，在此谨致深切的感谢。
本书编写工作得到《全国高等学校自动化专业系列教材》编审委员会，清华大学萧德云教授，上海交通大学陈敏逊教授，上海大学龚幼民教授、高艳霞副教授和沙立民副教授，清华大学出版社王一玲主任的关心和支持，在此表示谢意。
我们在编写过程中虽然花了不少精力，仍难免有错误与不足之处，殷切期望广大读者批评指正。
编者
2006年6月
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