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第1章 电气传动基础1

1.1 电气传动的动力学基础1

一、基本运动方程式1

二、转矩、飞轮矩的折算及实验测定3

三、电机的机械特性和负载转矩特性5

1.2 直流他励电机的机械特性及运行方法7

一、直流他励电机的机械特性7

二、直流他励电机的调速9

三、直流他励电机的启动11

四、直流他励电机的制动12

五、直流他励电机传动的动态特性15

1.3 异步电机的机械特性及运行方法21

一、异步电机的机械特性21

二、异步电机的调速23

三、异步电机的启动25

四、异步电机的制动26

习题与思考题27

第2章 直流调速系统29

2.1 直流开环调速系统29

一、旋转变流机组供电的直流调速系统29

二、晶闸管脉冲相位控制直流调速系统30

三、脉冲宽度调制直流调速系统38

四、直流开环调速系统的传递函数41

2.2 单闭环直流调速系统45

一、闭环调速系统常用调节器45

二、单闭环直流调速系统49

三、带电流截止负反馈的闭环调速系统55

四、闭环调速系统的设计58

2.3 多环直流调速系统63

一、转速、电流双闭环调速系统及其静特性63

二、转速、电流双闭环调速系统的动态性能65

三、三环控制的直流调速系统68

四、双域控制的直流调速系统69

2.4 晶闸管-电机闭环可逆调速系统71

一、有环流可逆调速系统71

二、可控环流的可逆调速系统74

三、逻辑无环流可逆调速系统75

2.5 闭环调速系统调节器的工程设计方法78

一、典型系统及性能分析78

二、调节器的工程设计方法85

三、转速、电流双闭环系统的设计88

习题与思考题96

第3章 异步电机变频调速系统98

3.1 转差频率控制变频调速系统98

一、电压频率协调控制的机械特性98

二、转差频率控制的基本原理100

三、转差频率控制变频调速系统102

3.2 异步电机多变量数学模型106

一、异步电机的基本方程（多变量数学模型）106

二、坐标变换及两相坐标系109

三、异步电机在两相（α，β）静止坐标系上的数学模型112

四、异步电机在两相（d,q）旋转坐标系上的数学模型113

五、异步电机在两相（M,T）坐标系上的数学模型115

3.3 矢量变换控制变频调速系统115

一、矢量变换控制的基本思想115

二、矢量变换控制的基本方程式117

三、矢量变换控制变频调速系统118

3.4 直接转矩控制变频调速系统124

一、直接转矩控制的基本原理125

二、定子电压矢量对磁链和转矩的控制128

三、定子磁链观测模型131

习题与思考题134

第4章 同步电机变频调速系统135

4.1 同步电机的基本特征与运行特性135

一、同步电机的基本特征135

二、同步电机的运行特性136

三、同步电机的启动137

四、同步电机的调速138

4.2 他控变频同步电机调速系统141

一、转速开环恒压频比控制同步电机调速系统141

二、由交-交变频器供电的大型低速同步电机调速系统142

4.3 同步电机的多变量数学模型142

一、同步电机在三相（A,B,C）坐标系下的数学模型143

二、同步电机在两相（d,q）同步旋转坐标系下的数学模型148

4.4 同步电机矢量控制151

一、同步电机矢量变换控制调速系统151

二、同步电机气隙磁场定向矢量控制154

4.5 自控变频同步电机调速系统156

一、无换向器同步电机调速系统156

二、无刷直流电机调速系统159

习题与思考题168

第5章 位置伺服系统169

5.1 伺服系统组成及其基本特征169

一、伺服系统的组成169

二、伺服系统的分类169

三、伺服系统的控制方式170

四、伺服系统的性能指标172

5.2 伺服系统检测与信号转换178

一、伺服系统的位移检测178

二、伺服系统的信号转换电路185

三、自整角机／旋转变压器-数字转换器（SDC-RDC）191

四、数字-自整角机／旋转变压器转换器（DSC/DRC）194

5.3 伺服系统设计197

一、稳态设计197

二、动态补偿220

5.4 伺服系统设计举例236

一、火炮方位伺服系统设计236

二、坦克炮塔伺服系统设计239

5.5 伺服系统的电磁兼容性243

一、电磁干扰模型分析243

二、抑制电磁干扰的方法245

三、伺服系统电磁兼容设计252

5.6 伺服系统的可靠性254

一、可靠性特征量254

二、伺服系统的可靠性设计262

习题与复习题267

第6章 伺服系统的非线性控制269

6.1 伺服系统的干摩擦及其改善269

一、低速不平稳性269

二、减小低速跳动的措施271

6.2 传动间隙对伺服系统的影响及其补偿274

一、传动间隙对伺服系统性能的影响276

二、消除间隙影响的措施277

6.3 机械谐振对系统的影响及其补偿280

一、传动轴变形造成的机械谐振280

二、消除机械谐振的补偿措施283

6.4 伺服系统的非线性补偿286

一、非线性速度阻尼286

二、非线性积分器和非线性PI调节器287

三、多模控制技术289

6.5 伺服系统的重复控制289

一、重复控制原理289

二、重复控制系统的稳定性293

三、重复控制器设计294

6.6 伺服系统的滑模变结构控制295

一、二阶系统开关控制295

二、滑动模态297

三、伺服系统滑模控制器设计299

习题与思考题302

第7章 数字控制的伺服系统304

7.1 数字伺服系统结构304

7.2 伺服系统的数字控制器305

一、MCS-96系列单片机305

二、数字信号处理器306

7.3 模数转换和数模转换接口307

一、模／数转换器接口307

二、数／模转换器接口309

7.4 轴角编码及相关接口设计309

一、RDC接口电路设计309

二、DRC相关接口电路设计314

7.5 数字PID控制器设计314

一、数字PID控制算法315

二、数字PID控制器算法的改进317

三、数字PID控制器的参数整定319

7.6 数字伺服系统的数据采集与滤波321

一、伺服系统的数据采集321

二、数字滤波方法322

附录325

参考文献329