現代電機控制技術(第2版)（簡體書）

機 械 工 業 出 版 社本書為“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材。主要內容包括：三相感應電動機和三相永磁同步電動機向量控制；三相感應電動機和三相永磁同步電動機直接轉矩控制；無速度感測器控制與智慧控制。全書採用空間向量理論，在對各種控制技術進行獨立分析的同時，利用空間向量理論統一性特點分析和建立了它們之間的聯繫，從中闡述了不同控制技術的控制思想、特點及相互關聯。本書深入淺出，力求體現內容的系統性、理論性、先進性和實用性。書中還配有模擬實例、思考題和習題等。
本書在第1版的基礎上，增加了雙饋感應電機向量控制的內容，並增加了2個附錄。
本書可作為高等學校自動化、電氣工程及其自動化等專業高年級本科生和電機與電器、電力電子與電力傳動等學科研究生的教材，也可供高等院校、研究院（所）和企業從事數控、自動化、電氣傳動技術的研究和開發人員參考。
本書配有免費電子課件，歡迎選用本書作教材的老師登錄wwwcmpeducom下載。

本書是在“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材《現代電機控制技術》基礎上全面修改而成。
與第1版比較，第2版增加了雙饋感應電機矢量控制內容；增加了2個附錄，內容屬于正文基本內容的擴展和深化。
本教材編著的原則是力求體現“新、精、用”的特點。在理論上，全書采用空間矢量理論闡述矢量控制的先進控制思想、控制理論和控制方法；在內容上，力求能反映現代電機控制技術的新成果和新進展；在體系上，以矢量控制理論與實現為主線，選擇了具有典型性和代表性的三相感應電動機和三相永磁同步電機為對象，集中介紹了矢量控制、直接轉矩控制、無傳感器控制和智能控制技術原理及應用。
代表現代電機控制技術的矢量控制、直接轉矩控制和無傳感器控制以及智能控制，每一部分都可相對獨立。但是，在技術的實現和發展中，它們又在逐步交織和融合，正在構成具有“現代”內涵的集成性技術和先進電氣傳動的技術平臺，因此需要從整體上理解和掌握它們。本教材編著的特點是，利用空間矢量理論“統一性”的特點，建立和分析了它們之間的內在聯系，力求從整體上闡明現代電機控制技術的基本控制思想、特點及相互關聯。
全書共分6章。第1章介紹了矢量控制和直接轉矩控制的理論基礎，即機電能量轉換、電機統一理論和空間矢量理論的相關知識。第2～5章重點介紹了三相感應電動機和三相永磁同步電動機矢量控制和直接轉矩控制的控制原理、控制方法和控制系統。第6章介紹了這兩種交流電動機的無傳感器控制及智能控制的原理以及應用，對這幾種控制技術，在強調技術先進性的同時，也指出了目前在理論與應用方面尚待解決的一些問題。
本書由清華大學楊耕教授主審。他對教材內容的取舍及一些問題的寫法提出了許多寶貴意見，在此表示深切感謝。在本書編著過程中得到上海大學陳伯時教授和沈陽工業大學白保東教授的熱情支持和幫助，在此一并表示感謝。本書第2次印刷做局部修改時，得到了哈爾濱理工大學湯蘊繆教授的熱情指導，作者深表謝意。
本書可作為普通高等院校自動化、電氣工程及其自動化等專業高年級本科生和電力電子與電力傳動、電機與電器等學科研究生的教材，也可供有關工程技術人員參考。
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由于作者水平有限，加之內容較新，書中難免有一些錯誤和不妥之處，尚祈廣大讀者批評指教。

第1章電磁轉矩與空間矢量
1．1 電磁轉矩
1．1．1 磁場與磁能
1．1．2 機電能量轉換
1．1．3 電磁轉矩的生成
1．1．4 電磁轉矩的控制
1．2 直、交流電機的電磁轉矩
1．2．1 直流電機的電磁轉矩
1．2．2 三相同步電機的電磁轉矩
1．2．3 三相感應電機的電磁轉矩
1．3 空間矢量
1．3．1 定、轉子的磁動勢矢量
1．3．2 定、轉子的電流矢量
1．3．3 定子電壓矢量
1．3．4 定、轉子磁鏈矢量
1．4 矢量控制
1．4．1 電磁轉矩的矢量表達式
1．4．2 電磁轉矩的矢量控制
思考題與習題

第2章三相感應電動機的矢量控制
2．1 基於轉子磁場的轉矩控制
2．1．1 轉矩控制穩態分析
2．1．2 轉矩控制動態分析
2．2 空間矢量方程
2．2．1 ABc軸系矢量方程
2．2．2 坐標變換和矢量變換
2．2．3 任意同步旋轉MT軸系矢量方程
2．2．4 轉子磁場定向MT軸系矢量方程
2．3 基於轉子磁場定向的矢量控制系統
2．3．1 直接磁場定向
2．3．2 間接磁場定向
2．3．3 由電壓源逆變器饋電的控制系統
2．3．4 由電流可控電壓源逆變器饋電的控制系統
2．4 基於轉子磁場的矢量控制中的幾個技術問題
2．4．1 電動機參數變化對磁場定向和系統性能的影響
2．4．2 磁路飽和對磁場定向和系統性能的影響
2．5 基於轉子磁場定向的矢量控制系統仿真實例
2．6 基於氣隙磁場定向的矢量控制
2．6．1 基於氣隙磁場的轉矩控制
2．6．2 矢量控制方程
2．6．3 矢量控制系統
2．7 基於定子磁場定向的矢量控制
2．7．1 基於定子磁場的轉矩控制
2．7．2 矢量控制方程
2．7．3 矢量控制系統
2．8 雙饋感應電機的矢量控制
2．8．1 基於定子磁場定向的矢量控制
2．8．2 矢量控制下的四種運行狀態
2．8．3 矢量控制的特點
2．8．4 矢量控制系統
思考題與習題

第3章三相永磁同步電動機的矢量控制
3．1 基於轉子磁場定向的矢量方程
3．1．1 轉子結構及物理模型
3．1．2 面裝式三相永磁同步電動機的矢量方程
3．1．3 插入式三相永磁同步電動機的矢量方程
3．2 基於轉子磁場定向的矢量控制及控制系統
3．2．1 面裝式三相永磁同步電動機的矢量控制及控制系統
3．2．2 插入式三相永磁同步電動機的矢量控制及控制系統
3．3 弱磁控制與定子電流的最優控制
3．3．1 弱磁控制
3．3．2 定子電流的最優控制
3．4 基於定子磁場定向的矢量控制
3．4．1 矢量控制方程
3．4．2 矢量控制系統
3．5 諧波轉矩及轉速波動
3．5．1 諧波轉矩
3．5．2 諧波轉矩的削弱方法
3．6 矢量控制系統仿真實例
思考題與習題

第4章三相感應電動機的直接轉矩控制
4．1 控制原理與控制方式
4．1．1 基本原理一
4．1．2 定子電壓矢量的作用與定子磁鍊軌跡變化
4．2 控制系統
4．2．1 滯環比較控制
4．2．2 定子磁鍊和轉矩估計
4．3 空間矢量調製
4．3．1 多位滯環比較控制
4．3．2 預期電壓控制
4．4 直接轉矩控制與矢量控制的聯繫和比較
4．4．1 直接轉矩控制與轉子磁場矢量控制
4．4．2 直接轉矩控制與定子磁場矢量控制
4．5 直接轉矩控制仿真舉例
思考題與習題

第5章三相永磁同步電動機的直接轉矩控制
5．1 控制原理與控制方式
5．1．1 轉矩的生成與控制
5．1．2 滯環比較控制與控制系統
5．1．3 磁鍊和轉矩估計
5．1．4 電動機參數和轉速的影響
5．1．5 預期電壓直接轉矩控制
5．2 最優控制與弱磁控制
5．2．1 最大轉矩／電流比控制
5．2．2 弱磁控制
5．3 直接轉矩控制與矢量控制的聯繫與比較
5．3．1 直接轉矩控制與定子磁場矢量控制
5．3．2 直接轉矩控制與轉子磁場矢量控制
5．4 直接轉矩控制仿真舉例
思考題與習題

第6章無速度傳感器控制與智能控制
6．1 基於數學模型的開環估計
6．1．1 三相感應電動機轉速估計
6．1．2 三相永磁同步電動機轉子位置估計
6．2 模型參考自適應系統
6．2．1 參考模型和可調模型
6．2．2 自適應律
6．2．3 轉子磁鍊和轉速估計系統
6．3 自適應觀測器
6．3．1 狀態估計方程
6．3．2 狀態觀測器
6．3．3 轉速自適應律
6．4 擴展卡爾曼濾波
6．4．1 結構與原理
6．4．2 數學模型
6．4．3 狀態估計
6．5 智能控制應用舉例
6．5．1 基於神經網絡的模型參考自適應系統
6．5．2 模糊神經網絡直接轉矩控制
思考題與習題

附錄
附錄A 從電磁場角度分析空間矢量及轉矩生成
A．1 磁動勢矢量與電流矢量
A．2 電機氣隙內的磁場
A．3 磁鏈矢量與轉矩生成
A．4 電流矢量與轉矩生成
A．5 空間矢量與轉矩控制