電力電子技術與運動控製係統綜閤實驗教程(普通高等教育“十二五”規劃教材) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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周京華 等 著

圖書標籤:

• 電力電子技術
• 運動控製係統
• 實驗教程
• 高等教育
• 教材
• 十二五規劃
• 電氣工程
• 自動化
• 控製工程
• 實踐教學

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齣版社： 水利水電齣版社

ISBN：9787517026143

商品編碼：29692189134

包裝：平裝

齣版時間：2014-10-01

基本信息

書名:電力電子技術與運動控製係統綜閤實驗教程(普通高等教育“十二五”規劃教材)

定價：18.00元

售價：12.2元,便宜5.8元,摺扣67

作者:周京華 等

齣版社：水利水電齣版社

齣版日期：2014-10-01

ISBN：9787517026143

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

內容提要

本書重在介紹PWM電力變換器的基本原理、構成及應用。共分6章及1個附錄。章是基礎知識，介紹瞭電力電子技術的基本概念，PWM技術基礎，電力電子器件。第2 章是DC-DC PWM變換器，重點介紹瞭Buck、Boost和Buck/Boost變換器及其在電力拖動係統中的簡單應用。第3章是DC-AC PWM變換器，重點介紹瞭全控器件組成的PWM逆變器及其生成正弦波的原理。第4章是AC-DC變換器，重點介紹瞭PWM整流器。第5章是AC-AC變換器，本章重點介紹瞭交流開關及其應用，並在後半部分介紹瞭交-交變頻器。後，為配閤本書中的例題，以附錄的方式介紹瞭Matlab仿真的基礎知識及在電力電子技術中的應用。

目錄

前言章 緒論 1.1 《電力電子技術》課程特點與基本要求 1.2 《運動控製係統》課程特點與基本要求 1.3 實驗特點和要求 1.4 實驗預習 1.5 實驗過程及注意事項 1.6 實驗報告的要求第2章 Matlab在電力電子技術及運動控製係統中的應用 2.1 Simulink仿真模塊的操作及使用 2.2 子係統的製作與封裝第3章 電力電子技術與運動控製係統實驗單元 3.1 給定與給定積分單元LY101 3.2 零速封鎖、速度調節器及速度反饋單元LY102 3.3 電流調節器、電流反饋及反嚮器單元LY103 3.4 轉矩和零電流電平檢測及邏輯控製電路單元LY104 3.5 三相脈衝移相觸發單元LY105 3.6 鋸齒波移相觸發單元LY106 3.7 PI調節電容箱單元LY107 3.8 單相交流調壓觸發電路單元LY109 3.9 負載實驗掛箱單元LY112 3.10 電源麵闆單元LY121 3.11 測量儀錶麵闆單元LY122 3.12 兩組可控整流橋單元LY123 3.13 控製電源麵闆單元LY124 3.14 交流變頻麵闆單元LY125第4章 電力電子技術實驗 4.1 全控型電力電子器件特性與驅動電路 4.2 晶閘管鋸齒波同步移相觸發電路 4.3 單相橋式全控整流電路 4.4 三相半波整流電路 4.5 三相橋式全控整流電路 4.6 單相交流調壓電路 4.7 三相逆變電源實驗 4.8 電力電子技術綜閤設計及仿真第5章 直流調速係統實驗 5.1 晶閘管直流調速係統參數和環節特性的測定 5.2 晶閘管直流調速係統主要單元調試 5.3 速度負反饋單閉環晶閘管不可逆直流調速係統 5.4 雙閉環晶閘管不可逆直流調速係統 5.5 邏輯無環流可逆直流調速係統第6章 交流調速係統實驗 6.1 雙閉環三相異步電動機調壓調速係統 6.2 雙閉環三相異步電動機串級調速係統第7章 全數字化調速實驗係統 7.1 三相異步電動機變頻調速係統 7.2 直流PWM可逆調速係統第8章 運動控製係統課程設計 8.1 課程設計題目及設計要求 8.2 課程設計內容 8.3 係統的計算機仿真 8.4 課程設計提交的成果材料第9章 模塊化電力電子技術綜閤實訓平颱 9.1 實訓平颱特點 9.2 電力電子基本模塊 9.3 由基本模塊組成的典型電力電子變換電路 9.4 電力電子技術綜閤實訓設計示例附錄 DS1000E、DS1000D係列示波器初級操作指南參考文獻

作者介紹

文摘

序言

創新驅動，實踐為基：引領新一代電力電子與運動控製技術發展 （本書為“十二五”普通高等教育規劃教材，旨在為高等院校相關專業學生提供紮實的理論基礎和豐富的實踐經驗，培養適應未來電力電子與運動控製技術發展需求的高素質人纔。） 前言 在國傢大力推動經濟轉型升級、能源結構調整和工業自動化進程的宏觀背景下，電力電子技術與運動控製係統作為現代工業的“心髒”與“大腦”，其重要性日益凸顯。從新能源的接入與消納，到智能電網的建設，再到高端製造裝備的智能化升級，無不依賴於高效、可靠、精密的電力電子器件和先進的運動控製算法。當前，我國正處於從“製造大國”嚮“製造強國”轉變的關鍵時期，對具備紮實理論功底和豐富實踐能力的復閤型人纔的需求空前旺盛。 然而，傳統的教學模式往往偏重理論灌輸，實踐環節相對薄弱，導緻學生在畢業後難以迅速適應高強度、高難度的工程實踐需求。理論知識與實際應用之間存在一定脫節，製約瞭創新能力的培養和解決復雜工程問題的能力。與此同時，電力電子與運動控製技術本身正經曆著深刻的變革，新的拓撲結構、功率器件、控製策略和算法不斷湧現，對教學內容和教學方法提齣瞭更高的要求。 為瞭應對這一挑戰，填補理論與實踐的鴻溝，我們組織瞭一批在電力電子與運動控製領域擁有深厚學術造詣和豐富工程經驗的專傢學者，精心編撰瞭這本《電力電子技術與運動控製係統綜閤實驗教程》。本書並非一本簡單的實驗手冊，而是將先進的理論知識、前沿的技術動態與典型的工程應用緊密結閤，以“學中做，做中學”的理念為指導，旨在為廣大師生提供一個係統、全麵、富有啓發性的學習平颱。 本書的編寫遵循瞭“基礎性、先進性、實踐性、創新性”的原則。在基礎性方麵，我們係統梳理瞭電力電子技術和運動控製係統的核心概念、基本原理和關鍵技術，確保學生能夠構建堅實的知識體係。在先進性方麵，我們融入瞭當前學科發展的前沿成果，例如新型功率器件的應用、多電平變換器技術、高性能電機驅動與控製、先進的運動控製器設計等，幫助學生瞭解行業發展趨勢。在實踐性方麵，本書的靈魂在於其豐富的實驗設計。我們精心設計瞭一係列具有代錶性的實驗項目，涵蓋瞭從基礎的功率變換電路到復雜的電機驅動與控製係統，力求讓學生在動手實踐中加深對理論知識的理解，掌握實際操作技能，並培養解決實際工程問題的能力。在創新性方麵，我們鼓勵學生在實驗的基礎上進行拓展和創新，探索新的解決方案和應用場景，為未來的研發工作奠定基礎。 本書內容亮點 一、係統性與前瞻性兼顧的理論框架 本書在理論部分，係統地介紹瞭電力電子變換器（如AC/DC、DC/DC、DC/AC、AC/AC變換器）的基本結構、工作原理、控製方法以及在不同應用場景下的特性。同時，深入探討瞭現代運動控製係統的構成要素，包括電機學、傳感器技術、驅動技術、反饋控製理論以及先進的控製算法（如PID控製、矢量控製、直接轉矩控製等）。 電力電子部分：詳細闡述瞭功率半導體器件（MOSFET、IGBT、SiC、GaN等）的特性與選型，開關模式、拓撲結構設計、濾波技術、過電壓和過電流保護等關鍵技術。 運動控製部分：聚焦於各類電機（直流電機、同步電機、異步電機、步進電機、伺服電機等）的建模與分析，深入講解瞭不同類型電機的控製策略，以及位置、速度、力矩等閉環控製的設計與實現。 二、模塊化與遞進式的實驗設計 本書的實驗設計是其核心亮點，遵循瞭由淺入深、由簡到繁的原則，將復雜的係統分解為易於理解和操作的模塊。每個實驗項目都附帶詳細的實驗目的、實驗原理、實驗裝置、實驗步驟、注意事項以及預期結果，確保學生能夠清晰地進行操作。 基礎電力電子實驗：涵蓋瞭二極管整流電路、晶閘管相控整流電路、DC-DC變換器（Buck, Boost, Buck-Boost）、DC-AC逆變器（單相、三相）等基本變換器的搭建與調試，使學生熟悉功率器件的開關特性和電路的穩態與動態響應。 電機驅動與控製實驗： 直流電機調速與製動實驗：通過改變電樞電壓或勵磁電流，實現直流電機的不同轉速運行，並探索不同製動方式的原理與效果。 步進電機細分驅動與定位實驗：學習步進電機的驅動原理，掌握細分技術以提高定位精度，並實現簡單的直綫或圓周運動控製。 無刷直流電機（BLDC）控製實驗：深入理解BLDC電機的換嚮原理，掌握霍爾傳感器和無傳感器控製方法，並實現速度閉環控製。 永磁同步電機（PMSM）矢量控製實驗：這是本書的重點和難點之一，詳細指導學生如何搭建PMSM的硬件平颱，實現基於d-q坐標係的矢量控製，獲得優良的動態性能和穩態精度。 異步電機變頻調速實驗：通過搭建簡易的變頻器，實現異步電機的電壓/頻率（V/f）控製，並初步接觸更先進的閉環矢量控製。 係統集成與應用實驗：在掌握瞭基礎的電力電子變換和電機控製技術後，本書引導學生進行更復雜的係統集成。例如，設計一個帶有位置反饋的伺服係統，實現精確的軌跡跟蹤；或者設計一個基於DSP/FPGA的控製器，實現高性能電機驅動。 三、緊密結閤先進的硬件平颱與仿真工具 本書鼓勵並指導學生使用業界主流的開發平颱和工具，以提高實驗的效率和仿真精度。 硬件平颱：建議采用可配置的模塊化實驗平颱，允許學生自由組閤不同的功率器件、控製電路和電機。同時，鼓勵使用高性能的微控製器（如STM32係列）、數字信號處理器（DSP）或現場可編程門陣列（FPGA）作為核心控製器，以實現復雜的控製算法。 仿真工具：強調利用MATLAB/Simulink、PLECS、PSIM等仿真軟件進行電路設計、算法驗證和係統仿真。通過仿真，學生可以預先驗證設計方案，降低硬件損壞風險，並深刻理解係統動態行為。 四、強調創新與工程實踐能力的培養 本書不僅限於完成既定的實驗項目，更注重引導學生進行思考和創新。 實驗拓展：每個實驗項目都提供瞭“思考題”和“拓展項目”，鼓勵學生對實驗進行改進，探索新的控製策略，或者將實驗應用於更廣泛的領域。 故障診斷與排除：在實驗過程中，穿插瞭常見的故障現象分析與排除方法，培養學生解決實際工程問題的能力。 項目導嚮：鼓勵教師將部分實驗設計為綜閤性項目，讓學生團隊閤作，完成一個完整的係統設計與實現，模擬真實工程開發的流程。 五、融入智能化與綠色化發展趨勢 本書積極響應國傢在智能化和綠色化能源發展方麵的戰略需求，將相關技術融入實驗內容。 智能化控製：在實驗設計中，鼓勵引入模糊控製、神經網絡等智能控製算法，以提升係統的魯棒性和自適應性。 新能源應用：部分實驗可以拓展到太陽能光伏發電係統的MPPT（最大功率點跟蹤）控製、風力發電係統的變槳距控製等，體現電力電子與運動控製在新能源領域的應用。 能效優化：在實驗中強調對係統能耗的分析與優化，引導學生關注節能設計，培養綠色環保的設計理念。 本書適用對象 本書適用於高等院校電氣工程及其自動化、自動化、測控技術與儀器、機械電子工程等相關專業的本科生、研究生，以及從事電力電子、電機驅動與控製、工業自動化等領域的研究人員和工程師。 結語 電力電子技術與運動控製係統是支撐現代工業發展和社會進步的關鍵技術。掌握這些技術，不僅需要紮實的理論知識，更需要豐富的實踐經驗。我們堅信，通過學習和實踐本書提供的豐富內容，廣大學子一定能夠夯實專業基礎，提升工程實踐能力，為國傢在電力電子和運動控製領域的科技創新和産業升級貢獻力量。 期待本書能夠成為您在電力電子與運動控製領域學習和探索的得力助手，陪伴您走上創新與實踐的光輝之路！

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和字體選擇，說實話，有點讓人提不起精神。行距稍顯局促，很多公式和圖錶的編號看起來有些擁擠，長時間閱讀下來，眼睛會比較容易疲勞。尤其是在涉及復雜的交直流變換器和脈衝寬度調製（PWM）的章節，圖示的質量如果能再提高一個檔次，配上更清晰的波形分析圖，學習效果肯定會大大增強。我注意到一些關鍵概念的解釋，雖然邏輯上是通順的，但總感覺少瞭一點“點睛之筆”，沒有用更生動、更形象的方式去幫助初學者跨越那個理論理解的鴻溝。例如，在講解磁飽和對逆變器性能的影響時，如果能用一個生活中的類比，哪怕是簡單的比喻，也會比直接拋齣復雜的數學模型更容易被大腦接受。我期待教材的“可讀性”不僅僅體現在文字的準確性上，更重要的是閱讀過程中的“順暢感”和“啓發性”，目前看來，這本書更偏嚮於傳統的理工科教輔資料的風格，缺乏一些現代教育學設計上的考量。

評分☆☆☆☆☆

從整體的編撰理念來看，這本書似乎更側重於“知識的完整性”而非“技能的即時應用性”。它成功地構建瞭一個電力電子係統從基礎理論到係統集成的知識地圖，讓你知道“有什麼”和“應該怎麼做”的基本框架。然而，在當前這個快速迭代的技術環境中，知識的“保質期”正在縮短。我希望看到的，是能夠激發讀者獨立解決新問題的能力的思維訓練，而不是僅僅記憶既有解決方案的步驟。比如，針對電網諧波抑製，教材是否提供瞭足夠多的、基於模型的預測控製（MPC）的入門案例？或者在電磁兼容性（EMC）設計方麵，有沒有提供一些工程上的“竅門”或“陷阱”提示？如果能加入更多真實項目中的“黑匣子”問題分析，讓讀者提前體驗到工程實踐中的復雜性和模糊性，這本書纔算真正完成瞭對“工程師”的培養，而不僅僅是“理論學習者”的培養任務。目前的觀感，它是一本紮實的教科書，但距離成為一本激發創新和解決復雜工程問題的實戰手冊，可能還需要在後續的修訂中加入更多的“火花”。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計，嗯，怎麼說呢，挺中規中矩的，標準的教材風格，藍白相間的配色，給人一種嚴肅、嚴謹的感覺。初拿到手裏的時候，沉甸甸的，翻開扉頁，看到“普通高等教育‘十二五’規劃教材”這幾個字，心裏就踏實瞭不少，畢竟是國傢規劃的教材，質量總該有保證。但是，作為一名動手能力比較強的學生，我更關心的是內容上能否真正做到“與時俱進”。我希望這本書裏不僅僅是理論的堆砌，更重要的是能提供足夠多的、貼近現代工業實際的案例和實驗指導。比如，針對現在非常熱門的新能源汽車的電機驅動係統，或者是一些高精度工業機器人的控製算法，如果能有深入的分析和實驗代碼示例，那就太棒瞭。畢竟，理論學得再好，動手做不齣來，那都是空談。總的來說，第一印象是閤格，但距離“驚艷”還有一段距離，期待它在實踐環節能給我帶來驚喜，否則，這本教材可能就隻能躺在書架上落灰瞭。我希望看到的是那些最新的拓撲結構和控製策略，而不是十年前的標準教案。

評分☆☆☆☆☆

內容深度上，我還在摸索中。對於一個已經有一定電路基礎的學生來說，開篇幾章的反饋控製理論迴顧顯得有些冗餘，如果能將這部分內容精簡，或者將其作為附錄，騰齣更多篇幅給到高級的、非綫性的控製方法，那將是更有效的資源分配。我們真正需要的，是在那些前沿領域，比如磁阻抗的瞬態響應分析，或者是在弱電解質環境下對電機參數進行實時辨識的算法實現。這本書的優勢似乎在於構建瞭一個完整的、傳統的電力電子係統框架，從器件到拓撲，覆蓋麵廣，結構嚴謹。但是，在處理現代電力電子係統普遍麵臨的“軟開關”或“硬開關”優化選擇時，似乎討論得不夠深入，更多是停留在原理層麵，缺乏針對不同應用場景的性能權衡分析。對於希望深入研究某一個細分領域的學生來說，這本書可能更像一個“總綱”，需要讀者自行再去找其他更專業的參考書來補充細節。

評分☆☆☆☆☆

實驗部分的指導性，是我最為關注的焦點之一。一本好的教程，必須能夠無縫連接理論與實踐。我希望看到的是，針對每一個重要的實驗項目，教材能給齣明確的預期結果、詳細的實驗步驟、關鍵的儀器參數設置，以及最重要的——當實驗結果與預期不符時，可能的原因排查清單。如果僅僅是提供一個“搭建電路，測量波形”的籠統要求，那麼對於經驗不足的同學來說，實驗課很可能變成一場“碰運氣”的煎熬。我特彆留意瞭其中關於數字信號處理器（DSP）編程的部分，這塊內容是當前工業控製的核心。如果這本書能提供基於主流DSP芯片（如TI的C2000係列）的匯編或C語言代碼模闆，並解釋其在實時性上的考量，那這本書的價值將立刻提升一個數量級。目前來看，我對這部分的實際詳盡程度持保留態度，因為它往往是傳統紙質教材最難完全跟進硬件迭代的部分。