图书介绍

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自动控制元件 第2版
  • 池海红,单蔓红,王显峰编著 著
  • 出版社: 北京:清华大学出版社
  • ISBN:9787302395522
  • 出版时间:2015
  • 标注页数:345页
  • 文件大小:60MB
  • 文件页数:361页
  • 主题词:自动控制-控制元件

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图书目录

绪论1

0.1 控制元件在自动控制系统中的作用1

0.1.1 自动控制的应用及定义1

0.1.2 自动控制元件在控制系统中的作用3

0.1.3 自动控制元件的定义及分类6

0.2 本书的主要内容及编排7

0.3 自动控制元件的理论基础8

0.3.1 基本物理量8

0.3.2 铁磁性材料的主要特性9

0.3.3 磁路及其基本定律10

思考题15

参考文献15

第一篇 基于稳恒磁场的元件19

第1章 直流伺服电动机19

1.1 概述19

1.1.1 直流伺服电动机的发展历程19

1.1.2 直流伺服电动机的概念19

1.1.3 直流伺服电动机的作用20

1.1.4 直流伺服电动机的分类及特点21

1.2 直流电动机基本原理和结构23

1.2.1 直流电动机基本原理23

1.2.2 直流电机的结构25

1.2.3 直流电机的励磁方式27

1.2.4 直流电机的电枢绕组28

1.2.5 直流电机的磁场31

1.2.6 换向过程32

1.2.7 直流电机的电磁转矩和感应电动势33

1.2.8 静态四大关系式35

1.2.9 动态四大关系式35

1.3 直流伺服电动机的静态特性36

1.3.1 直流伺服电动机的能量关系37

1.3.2 直流伺服电动机的静态关系式38

1.3.3 电枢控制时的机械特性39

1.3.4 直流伺服电动机的控制特性41

1.3.5 机械特性曲线上的工作点和负载线44

1.3.6 直流伺服电动机的工作状态44

1.4 直流伺服电动机的动态特性47

1.4.1 阶跃控制电压作用下直流伺服电动机的过渡过程47

1.4.2 过渡过程的讨论49

1.5 直流伺服电动机的选择53

1.5.1 直流伺服电动机的额定值53

1.5.2 直流伺服电动机型号54

1.5.3 直流伺服电动机的选择56

1.6 直流力矩电动机59

1.6.1 概述59

1.6.2 直流力矩电动机的结构特点和运行性能61

1.6.3 直流力矩电动机的额定指标及其选择65

1.7 直流伺服电动机的应用实例——运动目标检测与跟踪系统68

1.7.1 利用自动控制元件构建控制系统的基本思想68

1.7.2 系统的组成及工作原理68

1.7.3 各元件的工作原理69

1.7.4 系统中各元件的控制数学模型73

思考题75

习题76

参考文献77

第2章 直流测速发电机78

2.1 概述78

2.1.1 直流测速发电机的发展历程78

2.1.2 直流测速发电机的分类及特点79

2.2 直流测速发电机的特性80

2.2.1 静态特性81

2.2.2 动态特性81

2.2.3 能量关系82

2.3 输出特性的误差分析82

2.3.1 电枢反应83

2.3.2 温度84

2.3.3 电刷与换向器的接触电阻85

2.3.4 延迟换向86

2.3.5 纹波86

2.3.6 火花和电磁干扰87

2.4 直流测速发电机的选择87

2.4.1 技术性能指标87

2.4.2 技术数据88

2.4.3 直流测速发电机的选择89

2.5 直流测速发电机的应用90

2.5.1 恒速控制中的应用91

2.5.2 作为系统的校正元件92

2.5.3 作为微分或积分解算元件93

2.6 直流测速发电机的应用实例——冷轧机控制系统93

2.6.1 系统组成、工作原理、技术指标94

2.6.2 主轧机调速控制系统95

2.6.3 主轧机调速系统各元件工作原理96

2.6.4 主轧机调速系统的数学模型98

思考题和习题99

参考文献100

第二篇 基于脉振磁场的元件103

第3章 旋转变压器103

3.1 概述103

3.1.1 旋转变压器的发展历程103

3.1.2 旋转变压器的分类104

3.2 变压器工作原理105

3.2.1 变压器结构及种类105

3.2.2 变压器的运行106

3.2.3 变压器的额定值112

3.3 正余弦旋转变压器的结构和工作原理113

3.3.1 旋转变压器的结构113

3.3.2 正余弦旋转变压器的空载运行114

3.3.3 正余弦旋转变压器的负载运行117

3.4 线性旋转变压器122

3.4.1 空载时线性旋转变压器的输出电压表达式122

3.4.2 负载时的线性旋转变压器123

3.5 旋转变压器的应用123

3.5.1 旋转变压器测量角差124

3.5.2 用旋转变压器求反三角函数125

3.5.3 比例式旋转变压器126

3.6 旋转变压器的选用127

3.6.1 旋转变压器型号127

3.6.2 旋转变压器的误差特性127

3.6.3 使用条件对误差特性的影响129

3.7 多级旋转变压器及其在随动系统中的应用130

3.7.1 双通道测角线路130

3.7.2 多级旋转变压器的结构133

3.8 磁阻式旋转变压器134

3.9 感应同步器(Inductosyn)137

3.9.1 直线式感应同步器的结构和工作原理137

3.9.2 圆盘式感应同步器的结构和工作原理141

3.10 旋转变压器应用实例——平台式惯导系统稳定回路141

3.10.1 惯导系统的组成及工作原理141

3.10.2 稳定回路的组成及工作原理142

3.10.3 元件的工作原理143

3.10.4 系统各元件的控制数学模型148

思考题149

习题149

参考文献150

第4章 自整角机151

4.1 概述151

4.1.1 力矩式自整角机151

4.1.2 控制式自整角机152

4.1.3 自整角机的结构152

4.2 力矩式自整角机153

4.2.1 力矩式自整角机的结构153

4.2.2 力矩式自整角机的工作原理155

4.2.3 力矩式自整角机的主要技术指标161

4.3 力矩式自整角机的故障分析162

4.3.1 发送机或接收机的励磁绕组断路162

4.3.2 励磁绕组错接164

4.3.3 整步绕组错接164

4.3.4 整步绕组一相断路167

4.3.5 整步绕组两相短路169

4.4 控制式自整角机171

4.4.1 控制式自整角机的结构及分类171

4.4.2 控制式自整角机的工作原理172

4.4.3 控制式自整角机的主要技术指标175

4.5 自整角机的选择176

4.5.1 自整角机类型的选择176

4.5.2 选用自整角机时对电源的要求177

4.5.3 选用自整角机时对精度的要求以及各类误差间的区别177

4.5.4 多台力矩式自整角接收机的并联使用178

4.5.5 多台控制式自整角变压器的并联使用179

4.5.6 自整角机的基准电气零位的正确选用180

4.6 控制式自整角机的应用实例——舰炮火控系统180

4.6.1 系统的组成及工作原理180

4.6.2 火炮伺服系统181

4.6.3 元件的工作原理与输入输出特性182

4.6.4 系统各元件的控制数学模型186

思考题187

习题187

参考文献189

第三篇 基于旋转磁场的元件193

第5章 步进电动机193

5.1 概述193

5.1.1 步进电动机的发展历程193

5.1.2 步进电动机的分类及特点193

5.2 反应式步进电动机的工作原理196

5.2.1 反应式步进电动机的结构特点196

5.2.2 反应式步进电动机工作原理197

5.3 反应式步进电动机的静态特性201

5.3.1 电角度201

5.3.2 能量关系201

5.3.3 矩角特性203

5.4 反应式步进电动机的动态特性207

5.4.1 单脉冲作用下的运行208

5.4.2 连续运行时步进电动机的动态特性213

5.5 永磁式和混合式步进电动机218

5.5.1 永磁式步进电动机219

5.5.2 混合式步进电动机220

5.6 步进电动机的驱动电路222

5.7 步进电动机的选择226

5.8 步进电动机的应用实例——直角坐标机器人控制系统228

5.8.1 系统的组成及工作原理229

5.8.2 步进电机系统组成及工作原理230

5.8.3 步进电机控制系统中元件的工作原理232

思考题235

习题236

参考文献236

第6章 交流伺服电动机237

6.1 概述237

6.1.1 交流伺服电动机的发展历程237

6.1.2 交流伺服电动机的分类238

6.2 两相异步伺服电动机的结构和工作原理238

6.2.1 两相异步伺服电动机的结构(Two-phase induction motor)238

6.2.2 两相异步伺服电动机的工作原理240

6.3 两相绕组的圆形旋转磁场241

6.3.1 圆形旋转磁场的产生241

6.3.2 圆形旋转磁场的特点245

6.4 圆形旋转磁场作用下的电动机特性246

6.4.1 转速和转差率246

6.4.2 定转子导体中感应电动势的频率246

6.4.3 电压平衡方程式247

6.4.4 异步电动机的等效电路249

6.4.5 对称状态时定子两相绕组电压之间的关系252

6.4.6 电磁转矩254

6.4.7 机械特性256

6.5 椭圆旋转磁场及其分析方法258

6.5.1 椭圆旋转磁场的形成258

6.5.2 椭圆旋转磁场的特点261

6.5.3 椭圆旋转磁场的分析方法——分解法262

6.5.4 椭圆旋转磁场作用下电动机的机械特性264

6.6 两相异步伺服电动机的控制方法及静态特性267

6.6.1 两相异步伺服电动机的控制方法267

6.6.2 两相异步伺服电动机的静态特性270

6.7 永磁同步伺服电动机(Permanent Magnet Synchronous Motor)276

6.7.1 概述276

6.7.2 永磁式同步电动机的结构276

6.7.3 正弦波驱动的永磁式伺服电动机工作原理278

6.7.4 永磁式伺服电动机的能量关系279

6.8 永磁同步伺服电动机的动态特性280

6.8.1 坐标系280

6.8.2 坐标变换281

6.8.3 矢量控制284

6.9 交流伺服电动机的选择284

6.9.1 两相交流伺服电动机的选择284

6.9.2 永磁同步伺服电动机的选择287

6.10 直接编码器288

6.10.1 增量式码盘288

6.10.2 绝对式码盘290

6.11 交流伺服电动机的应用实例——工业机器人(机械臂)控制系统291

6.11.1 系统的组成及工作原理291

6.11.2 伺服驱动系统组成及工作原理293

6.11.3 伺服驱动器及电机295

6.11.4 系统的控制数学模型298

思考题299

习题300

参考文献300

第7章 无刷直流电动机302

7.1 概述302

7.1.1 无刷直流电动机发展历程302

7.1.2 无刷直流电动机的基本结构302

7.2 无刷直流电动机的工作原理305

7.2.1 位置传感器305

7.2.2 无刷直流电动机的工作原理307

7.3 无刷直流电动机的运行特性311

7.3.1 无刷直流电动机的数学模型311

7.3.2 反电动势311

7.3.3 电磁转矩312

7.3.4 机械特性及控制特性312

7.3.5 无刷直流电动机的电枢反应313

7.3.6 改变无刷直流电动机转向的方法314

7.4 无刷直流电动机的应用实例——电动汽车的电机驱动控制系统315

7.4.1 系统的组成及工作原理315

7.4.2 电力驱动子系统构成及工作原理317

7.4.3 系统硬件设计及功能318

7.4.4 系统各元件的控制数学模型322

思考题324

参考文献324

第四篇 新型元件327

第8章 直线电动机327

8.1 概述327

8.2 直线感应电动机327

8.3 直线直流电动机329

8.4 直线步进电动机332

8.5 直线同步电动机334

思考题及习题335

参考文献335

第9章 超声波电动机336

9.1 概述336

9.1.1 超声波电动机的发展历程336

9.1.2 超声波电动机的优点337

9.2 超声波电动机的常见结构与分类337

9.2.1 环状或盘式行波型超声波电动机338

9.2.2 直线式行波型超声波电动机338

9.2.3 驻波型超声波电动机339

9.3 超声波电动机的工作原理340

9.3.1 逆压电效应340

9.3.2 行波型超声波电动机340

9.3.3 驻波型超声波电动机343

9.4 超声波电动机的应用344

思考题345

参考文献345

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