运动控制系统 - 中国高校教材图书网
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书名: |
运动控制系统
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| ISBN: | 978-7-5606-2255-2 |
责任编辑: | |
| 作者: |
尚丽
相关图书
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装订: | 平装 |
| 印次: | 1-1 |
开本: | 16开 |
| 定价: |
¥26.00
折扣价:¥24.70
折扣:0.95
节省了1.3元
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字数: |
430千字
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| 出版社: |
西安电子科技大学出版社 |
页数: |
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| 出版日期: |
2009-09-01 |
每包册数: |
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| 国家规划教材: |
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省部级规划教材: |
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| 入选重点出版项目: |
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获奖信息: |
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| 内容简介: |
内 容 简 介 本书共8章,主要内容包括运动控制理论的基本知识,单闭环直流调速系统,转速、电流双闭环直流调速系统, 直流脉宽调速(PWM)系统,交流调压调速系统和串级调速系统,交流异步电动机变压变 频调速系统,变频器应用技术和数字控制交直流调速系统等。 本书将交、直流调速运动控制技术和MATLAB/Simulink仿真技术有机结合在一起 ,着重体现高等职业教育以应用型教育为主导培养方向的办学理念,遵循理 论和实际相结合的原则,强调工程应用,将实践内容与理论教学内容相结合。 本书可作为高等职业技术学校、高等专科学校、继续教育学院等专科层次学校的电气技术、工业电气自动化、机电应用技术等相关专业的教材,也可作为本科院校的学生及广 大电气爱好者和从事现场工作的工程技术人员的参考书。
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| 作者简介: |
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| 章节目录: |
目录
第一章 绪论 1
1.1 自动控制系统的基本概念 1
1.1.1 自动控制系统的一般概念 1
1.1.2 自动控制的基本方式 2
1.2 直流调速系统概况 4
1.3 交流调速系统概况 5
1.4 自动控制系统仿真基本概念 6
1.4.1 计算机仿真基本概念 6
1.4.2 MATLAB与控制系统仿真 9
1.5 本课程的任务 10
本章小结 11
习题与思考题 11
第二章 单闭环直流调速系统 13
2.1 概述 13
2.1.1 调速的定义 13
2.1.2 直流电动机的调速方法 14
2.1.3 可控直流电源 15
2.1.4 调速指标 18
2.1.5 直流电动机开环调速系统及其特性 21
2.2 有静差转速负反馈单闭环直流调速系统 25
2.2.1 单闭环调速系统的组成及其工作原理 26
2.2.2 单闭环调速系统的稳态特性 27
2.2.3 单闭环调速系统的动态特性 31
*2.2.4 限流保护——电流截止负反馈 38
2.3 无静差转速负反馈单闭环直流调速系统 42
2.4 单闭环直流调速系统的MATLAB仿真 46
2.4.1 开环直流调速系统的建模与仿真 46
2.4.2 有静差转速单闭环直流调速系统的建模与仿真 55
2.4.3 无静差转速单闭环直流调速系统的建模与仿真 60
2.4.4 带限流保护的有静差转速单闭环直流调速系统的建模与仿真 63
2.4.5 带限流保护的无静差转速单闭环直流调速系统的建模与仿真 65
本章小结 68
习题与思考题 69
第三章 转速、电流双闭环直流调速系统 72
3.1 转速、电流双闭环直流调速系统的组成及其静特性 72
3.1.1 双闭环直流调速系统的组成 73
3.1.2 双闭环直流调速系统的工作原理 75
3.1.3 双闭环直流调速系统的静特性及其稳态参数计算 76
*3.2 双闭环直流调速系统的动态特性 78
3.2.1 双闭环直流调速系统的动态数学模型 78
3.2.2 双闭环直流调速系统的起动特性 79
3.3 双闭环直流调速系统中调节器的工程设计方法 81
3.3.1 调节器的工程设计方法概论 81
3.3.2 典型Ⅰ型和Ⅱ型系统 82
3.3.3 典型Ⅰ型系统性能指标和参数的关系 84
3.3.4 典型Ⅱ型系统性能指标和参数的关系 88
*3.4 双闭环直流调速系统调节器的设计 91
3.4.1 电流调节器的设计 92
3.4.2 转速调节器的设计 97
3.5 双闭环直流调速系统的MATLAB仿真 102
本章小结 107
习题与思考题 108
第四章 直流脉宽调速系统 111
4.1 概述 111
4.2 直流电动机的PWM调速原理 112
4.3 脉宽调制变换器 113
4.3.1 不可逆PWM变换器 113
4.3.2 可逆PWM变换器 118
4.4 直流脉宽调速系统的机械特性 120
4.5 PWM控制与变换器的传递函数 121
4.6 PWM调速系统的控制电路 122
4.6.1 脉宽调制器 123
4.6.2 集成电路脉宽调制器 125
4.6.3 基极驱动器 128
4.7 PWM直流调速系统的特殊问题 129
4.8 PWM直流调速系统的MATLAB仿真 130
本章小结 133
习题与思考题 133
第五章 交流调压调速系统和串级调速系统 135
5.1 交流调速系统的分类 135
5.2 异步电动机调压调速系统 136
5.2.1 交流调压器 136
5.2.2 交流调压调速电路的组成 138
5.2.3 调压调速系统的工作原理 139
5.2.4 闭环调压调速系统的组成及其静特性 142
5.3 绕线式异步电动机串级调速系统 145
5.3.1 串级调速系统的原理及基本类型 145
5.3.2 异步电动机串级调速系统的机械特性 148
5.3.3 双闭环控制的串级调速系统 153
*5.3.4 双闭环串级调速系统中调节器参数的设计 156
5.4 交流调压调速系统和串级调速系统的MATLAB仿真 157
5.4.1 交流调压调速系统的MATLAB仿真 157
5.4.2 转速、电流双闭环串级调速系统的MATLAB仿真 162
本章小结 166
习题与思考题 168
第六章 交流异步电动机变压变频调速系统 169
6.1 变压变频调速的基本控制方式 169
6.1.1 基频以下调速 169
6.1.2 基频以上调速 170
6.2 异步电动机电压和频率协调控制时的机械特性 171
6.2.1 恒压恒频控制异步电动机的机械特性 171
6.2.2 基频以下恒压变频时的机械特性 171
6.2.3 基频以上恒压变频时的机械特性 175
6.3 基于异步电动机稳态模型的变压变频调速系统 176
6.3.1 转速开环恒压频比控制调速系统 176
6.3.2 转速闭环转差频率控制变压变频调速系统 183
6.4 转速开环恒压频比控制调速系统的MATLAB仿真 189
本章小结 195
习题与思考题 196
第七章 变频器应用技术 197
7.1 概述 197
7.1.1 变频调速概况 197
7.1.2 通用变频器概况 199
7.2 变频器装置主要类型 201
7.2.1 交-直-交变频器 201
7.2.2 交-交变频器 202
*7.2.3 通用变频器中的逆变器 205
7.2.4 通用变频器中的脉宽调制(PWM)技术 207
7.2.5 变频器主要功能 213
7.3 变频器的选择 213
7.3.1 变频器类型的选择 213
7.3.2 变频器容量的选择 214
7.3.3 变频器外围设备的选择 214
7.4 变频器与PLC及上位机的连接 216
7.4.1 变频器的输入输出电路 216
7.4.2 使用时注意的问题 220
7.4.3 接地和电源系统 221
7.5 变频器的安装、调试和使用 221
7.5.1 通用变频器的安装 221
7.5.2 变频器的接线 222
7.5.3 通用变频器的调试 223
7.5.4 通用变频器的使用方法 224
7.6 正弦波脉宽调制(SPWM)变频器的MATLAB仿真 225
本章小结 228
习题与思考题 229
*第八章 数字控制交直流调速系统 230
8.1 数字控制交直流调速系统概述 230
8.1.1 数字控制系统 230
8.1.2 数字控制交直流调速系统总体结构 230
8.1.3 数字控制交直流调速系统总体结构设计 231
8.1.4 微处理芯片的选择 233
8.1.5 数字调速系统的特点 234
8.2 数字控制直流调速系统 235
8.2.1 系统的硬件结构 236
8.2.2 系统的软件结构 236
8.2.3 数字控制直流调速系统的原理 237
8.3 数字控制交流调速系统 241
8.3.1 系统的硬件结构 241
8.3.2 系统的软件结构 243
本章小结 246
习题与思考题 246
附录 实验指导 248
DZ01电源控制屏使用说明 248
实验一 晶闸管直流调速主要单元的调试 250
实验二 晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定 255
实验三 转速开环V-M不可逆直流调速系统 264
实验四 转速单闭环不可逆有静差直流调速系统 268
实验五 双闭环晶闸管不可逆直流调速系统 272
实验六 双闭环三相异步电动机串级调速系统 277
参考文献 282
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| 精彩片段: |
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| 书 评: |
前言 运动控制技术是当代发展迅速、应用广泛、最引人瞩目的技术之一,是推动新的技术 革命和新的产业革命的核心技术,是自动化领域的重要组成部分。它包含了运动控制系统中 所有元器件的构造原理和性能,以及控制对象或被控过程的特性等方面的知识,还包括运动控制系统 的分析与综合、控制用计算机的构造原理和实现方法等。运动控制技术有很强的应用背景, 它在炼钢、轧钢、化工、石油、电力、造纸、纺织、皮革、食品、航空、航海、汽车、铁路 和国防工业领域,以及图书资料的管理、实验室技术设备中都得到广泛应用。目前,运动控制 技术正向着网络化、集成化、分布化、节能化等方向发展。 本书主要介绍了运动控制系统的直流电动机和异步电动机调速技术,以及面向电气原 理的交直流调速系统的仿真技术。本书将交直流调速运动控制技术和MATLAB/Simulink仿真技术有机结合在一起,着重体现了高等职业教育以应用型教 育作为主导培养方向的办学理念。本书遵循理论和实际相结合的原则,强调工程应用,具有 如下特点: (1) 突出实用性,淡化理论概念,简化公式推导和分析过程; (2) 注重实例分析,有利于进一步理解和巩固理论知识,做到学以致用; (3) 每章开头有内容提要,章尾有本章小结、习题与思考题,以便学生抓住重点,方便自学; (4) 附录中安排了实验指导,将实践内容与理论教学内容相结合; (5) 重点章节均采用了基于调速系统电气原理结构图的MATLAB仿真技术,仿真实验方法与实物实验方法相似,与实物实验结果相比较,仿真结果的可信度很高。 全书共分为八章。第一章绪论,主要介绍运动控制的基本概念和交直流调速系统的发展 概况,以及运动控制技术仿真的基本概念; 第二章介绍单闭环直流调速系统及其仿真技术,重 点突出单闭环控制系统的基本概念、系统工程实现、调速分析方法和MALTAB仿真技术的 实现; 第三章介绍转速、电流双闭环直流调速系统及其仿真,重点介绍双闭环直流调速系统 的组成和常用的工程设计方法,并给出了双闭环直流调速系统的MATLAB仿真; 第四章介绍 直流脉宽调速(PWM)系统及其仿真,主要介绍PWM调速原理和机械特性、PWM变 换器和控制电路,并实现了PWM直流调速系统的MATLAB仿真; 第五章介绍交流调压 调速系统和串级调速系统及其仿真,注重与直流调速系统进行对比分析,给出了交流调压调 速系统和串级调速系统的MATLAB仿真; 第六章介绍交流异步电动机变压变频调速系统 及其仿真,着重分析变压变频调速的基本控制方式、压频协调控制的机械特性和基于稳态模 型的变压变频调速系统,实现了转速开环恒压频比控制的调速系统的MATLAB仿真; 第七 章介绍变频器应用技术,重点讨论了各种变频器及其选择、安装、调试、应用等问题,最 后实现了SPWM变频技术的MATLAB仿真; 第八章介绍数字控制交直流调速系统, 主要概述了数字控制系统的总体结构、设计方法和步骤、总体设计方案、微处理芯片的选择 和数字控制系统的特点、微机控制双闭环直流调速系统和交流调速系统等。本书各章中的仿 真部分可以自成体系,即将各章最后仿真部分的内容组合起来,就是运动控制调速系统的 MATLAB仿真技术的内容,可以独立为仿真实验指导书。 本书由苏州市职业大学电子信息工程系尚丽任主编,江阴技术职业学院的马青任副主编。尚丽编写了第一章到第五章和 第七章,并完成这些章节中的MATLAB仿真建模及分析; 第六章由戴桂平负责编写,并完成该章的MATLAB仿真实验; 陈杰编写了第 八章,并协助完成书中全部调速系统的MATLAB仿真实验; 实验指导部分由马青和陆斌 负责编写。全书由尚丽统稿。 本书由陕西科技大学的党宏社教授主审,对本书提出了许多中肯和建设性的意 见; 山东曲阜师范大学信息技术与传播学院的郑春厚博士后、华侨大学计算机科学与技术系的杜吉祥博士后也审阅了本书并提出了修改意 见; 本书在编写过程中也得到本系多年担任该课程教学任务的老师们的指导,在此一并表示诚挚的谢 意。在编写本书的过程中,参阅和利用了部分兄弟院校的教材和国内外文献资料,在此对原 作者也一并致谢! 本书可以作为高等职业技术学校、高等专科学校、继续教育学院等专科层次学校电气技术、 工业电气自动化、机电应用技术等相关专业的教材,也可作为本科院校学生及广大电 气爱好者和工程技术人员的参考书。 由于编写水平有限和编写时间仓促,书中疏漏和不妥之处敬请读者批评指正! 本教材由2008年度江苏省“青蓝工程”资助。
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