電力拖動與運動控製係統 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李寜，白晶，陳桂 編

圖書標籤:

• 電力拖動
• 運動控製
• 電力電子
• 電機控製
• 自動化
• 工業控製
• 驅動係統
• 控製工程
• 電力係統
• 智能控製

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040283143

版次：1

商品編碼：11061866

開本：16開

齣版時間：2009-12-01

頁數：214

正文語種：中文

內容簡介

《電力拖動與運動控製係統》定位明確、突齣應用、內容充實新穎，與MATLAB緊密結閤，增加 瞭各種調速器在工程實際中的應用實例。
《電力拖動與運動控製係統》 主要內容包括：直流電動機速度控製係統，交流調壓調速係統，基於異步 電動機穩態數學模型的變壓變頻調速係統，高性能的異步電動機變頻調速 係統，三相永磁同步伺服電動機控製係統，三相永磁無刷直流電動機控製 係統，位置控製係統，永磁同步電動機控製係統的DSP解決方案，伺服係統 動力學特性在機床加工工藝中的應用。
本書將基礎理論與應用實例相結閤，著重加強工程應用能力的培養， 適閤作為高等院校自動化、電氣工程及其自動化專業本科生教材，也可供 有關技術人員參考。

目錄

第1章 緒論
1.1 微處理器引起的巨大變革
1.2 研究方嚮
1.3 本書主要內容
第2章 直流電動機速度控製係統
第3章 交流調壓調速係統
第4章 基於異步電動機穩態數學模型的變壓變頻調速係統
第5章 高性能的異步電動機變頻調速係統
第6章 三相永磁同步伺服電動機控製係統
第7章 三相永磁無刷直流電動機控製係統
第8章 位置控製係統
第9章 永磁同步電動機控製係統的DSP解決方案
第10章 伺服係統動力學特性在機床加工工藝中的應用
參考文獻

《電力拖動與運動控製係統》 電力拖動與運動控製係統 本書旨在深入探討電力拖動技術在現代工業生産和自動化領域中的核心地位，以及與之緊密相連的運動控製係統的設計、分析與應用。我們將從基礎理論齣發，逐步深入到復雜的係統構建與優化，為讀者構建一個全麵而係統的知識框架。 第一部分：電力拖動基礎理論與核心技術 本部分將為讀者打下堅實的理論基礎，理解電力拖動係統的基本原理和關鍵組成部分。 第一章：電動機工作原理與分類 我們將詳細介紹各類常用電動機的工作原理，包括直流電動機、交流異步電動機（鼠籠式和繞綫式）以及同步電動機（永磁同步電動機、同步磁阻電動機等）。每一類電動機都將從其結構、電磁場分布、轉矩産生機製、功率特性等角度進行深入分析。例如，在討論直流電動機時，會詳盡闡述電樞反應、換嚮過程以及不同勵磁方式（他勵、並勵、串勵、復勵）對電機性能的影響。對於交流異步電動機，則會深入講解其鏇轉磁場形成、轉差率概念、轉矩-轉速特性麯綫的推導與分析，並介紹提高其啓動性能和運行效率的方法。同步電動機部分，會側重於其恒速特性，並解釋永磁同步電機在高性能驅動中的優勢。 第二章：電力拖動係統的基本組成與特性 電力拖動係統並非僅僅是電動機本身，還包括電源、控製裝置、傳動機構以及被拖動負載。本章將對這些組成部分進行詳細闡述。我們將分析不同電源（如交流電網、直流電源、變頻電源）的特性及其對拖動係統的影響。控製裝置部分，會初步介紹各種開關電器（接觸器、斷路器、繼電器）和半導體器件（晶閘管、IGBT）在實現啓停、調速、製動等基本功能中的作用。傳動機構（如齒輪、皮帶、連杆機構）的選型與設計原則也將有所涉及，重點關注其傳動比、效率和對係統動力學特性的影響。被拖動負載的分析尤為重要，我們會介紹各種典型的負載特性（如恒轉矩負載、恒功率負載、風機水泵類負載）及其對電動機選擇和控製策略的影響。 第三章：電動機的電氣製動與調速技術 製動和調速是電力拖動係統實現精確控製和滿足工藝要求的關鍵。本章將深入探討各種電氣製動方式，包括能耗製動、再生製動和迴饋製動，分析其原理、優缺點以及適用場閤。例如，在討論再生製動時，會結閤電動機的功率流嚮分析，解釋能量如何從負載迴收到電源。在調速技術方麵，我們將係統介紹傳統調速方法，如直流電動機的電樞電壓調速、串電阻調速，以及交流異步電動機的轉子串電阻調速、轉子串繞組串電阻調速等，分析這些方法的效率和控製精度。 第四章：電力電子技術在電力拖動中的應用 電力電子技術是現代電力拖動係統的核心驅動力。本章將詳細介紹各種電力電子器件（如二極管、晶閘管、GTO、IGBT、MOSFET）及其組成的電路，重點關注它們在實現電能變換和控製方麵的作用。我們將深入講解整流電路、逆變電路、斬波電路以及變頻器的基本工作原理。特彆是對三相橋式不可控整流、可控整流電路，以及各種 PWM（脈衝寬度調製）逆變技術（如 SPWM、SVPWM）進行詳細解析，揭示它們如何實現對電動機電壓、電流和頻率的精確控製，從而實現高效節能的驅動。 第二部分：運動控製係統設計與分析 本部分將聚焦於運動控製係統的理論、建模、設計與實現，強調其在自動化和機器人領域的重要性。 第五章：運動控製係統的基本概念與建模 運動控製係統是實現對機械部件精確位置、速度和加速度進行控製的係統。本章將介紹運動控製係統的基本組成，包括傳感器、控製器、執行器（通常是電力拖動係統）以及被控對象。我們將詳細闡述被控對象的數學建模方法，包括建立機械係統的動力學模型，考慮摩擦、慣量、彈性等因素。在此基礎上，會介紹如何將這些物理模型轉化為可用於控製器設計的傳遞函數或狀態空間模型。 第六章：經典控製器設計與分析 控製器是運動控製係統的“大腦”，負責根據誤差信號産生控製指令。本章將係統介紹經典的控製器設計方法，如比例（P）、積分（I）和微分（D）控製器，並著重講解 PID 控製器的設計原則、參數整定方法（如 Ziegler-Nichols 方法、步響應法）以及其在剋服穩態誤差、提高動態響應方麵的作用。我們還會探討 P、PI、PID 等不同組閤控製器的特點和適用範圍，以及它們在抑製振蕩、提高魯棒性方麵的考量。 第七章：現代控製理論在運動控製中的應用 隨著科學技術的發展，現代控製理論為運動控製係統帶來瞭更先進的解決方案。本章將介紹狀態空間方法，包括狀態觀測器和狀態反饋控製器的設計。我們會講解如何利用綫性二次型調節器（LQR）等優化方法來設計最優的反饋控製器，以實現係統性能的最優化。此外，還會初步介紹模型預測控製（MPC）等先進控製策略，揭示其在處理約束、預測未來行為方麵的優勢，尤其是在復雜多變量係統中的應用潛力。 第八章：傳感器技術與運動反饋 精確的反饋是實現精確運動控製的基礎。本章將深入介紹各種常用的運動傳感器，包括位置傳感器（如編碼器、 Resolver、綫性傳感器、LVDT）、速度傳感器（如測速發電機、陀螺儀）以及加速度傳感器（如加速度計）。我們會詳細分析各種傳感器的基本原理、精度、分辨率、響應速度以及安裝使用注意事項。特彆會講解增量式編碼器和絕對式編碼器的區彆與應用，以及它們在不同場景下的優劣勢。 第九章：伺服驅動器與高級運動控製 伺服驅動器是實現高性能運動控製的關鍵執行單元。本章將詳細介紹伺服驅動器的內部結構和工作原理，包括其電力電子功率變換級、控製算法以及與上位控製器的通信接口。我們會深入講解伺服係統中常用的控製模式，如位置控製、速度控製和力矩控製，以及它們之間的切換機製。此外，還會介紹一些高級的運動控製技術，例如： 柔性製造係統中的協同運動控製： 討論多軸聯動、軌跡規劃以及同步控製等技術，如何實現復雜加工過程的自動化。 機器人運動控製： 介紹機器人關節的獨立控製、整體動力學解耦以及視覺伺服等技術。 先進的補償技術： 如前饋補償、擾動觀測與補償，以進一步提高係統的動態性能和抗乾擾能力。 自適應控製與智能控製： 探討如何讓控製器根據係統參數的變化或外部環境的乾擾自動調整控製策略，以及模糊控製、神經網絡控製等智能控製方法在運動控製中的應用。 第三部分：係統集成與工程實踐 本部分將重點關注電力拖動與運動控製係統的實際應用，包括係統設計、調試、故障診斷以及在不同工業場景下的應用案例。 第十章：係統集成與接口技術 一個完整的運動控製係統需要各個子係統的協同工作。本章將詳細介紹係統集成中的關鍵環節，包括硬件選型、模塊化設計以及不同設備之間的接口通信。我們會重點講解工業通信協議，如 RS-232/485、CAN 總綫、Ethernet/IP、Profinet 等，以及它們在連接控製器、驅動器、傳感器和其他自動化設備中的作用。此外，還會討論嵌入式係統在運動控製中的應用，以及如何進行軟硬件協同設計。 第十一章：係統調試、故障診斷與維護 高效的調試和維護是保證係統穩定運行的關鍵。本章將提供一套係統性的調試流程，從硬件連接檢查到軟件參數配置，再到動態性能測試。我們會詳細講解如何利用示波器、邏輯分析儀等工具進行信號分析，以及如何通過上位機軟件對係統進行在綫監控和參數調整。在故障診斷方麵，將介紹常見的故障現象（如過載、過壓、通信中斷、位置跟蹤誤差增大等），分析其可能的原因，並提供相應的排查和處理方法。維護部分將強調預防性維護的重要性，包括定期檢查、潤耗材更換以及軟件更新。 第十二章：典型工業應用案例分析 為瞭讓讀者更直觀地理解電力拖動與運動控製係統的應用，本章將深入分析多個典型工業應用場景。例如： 數控機床： 分析數控機床中的多軸聯動控製、高精度定位技術以及刀具補償等。 工業機器人： 講解機器人軌跡規劃、力控示教、以及在裝配、焊接、搬運等場景下的具體應用。 印刷與包裝機械： 討論高速、高精度同步控製在捲材處理、套準控製等方麵的要求。 新能源汽車驅動係統： 介紹電動汽車電機控製、能量迴收以及整車動力總成的協同控製。 伺服壓機與注塑機： 分析伺服電機在實現精確壓力、速度控製以及節能降耗方麵的優勢。 第十三章：未來發展趨勢與挑戰 本章將展望電力拖動與運動控製係統未來的發展方嚮。我們將探討人工智能、大數據在係統優化、預測性維護以及自主決策中的應用，例如基於機器學習的自整定控製器，或者利用大數據分析來優化生産節拍。此外，還會討論物聯網（IoT）技術如何賦能設備的互聯互通，實現遠程監控和協同控製。同時，也會分析該領域麵臨的挑戰，如更高性能、更低成本、更高可靠性、更強環境適應性以及更嚴格的安全和能效法規等。 本書特色： 理論聯係實際： 既有紮實的理論基礎，又緊密結閤工程實踐。 內容全麵深入： 涵蓋瞭電力拖動和運動控製的各個方麵，從基礎到高級。 圖文並茂： 包含大量原理圖、係統框圖、波形圖和實際應用照片，便於理解。 工程化視角： 強調係統設計、調試、維護等實際工程問題。 本書適閤於從事電力拖動、運動控製、自動化工程、機器人技術、機械電子工程等領域的工程技術人員、科研人員以及高等院校相關專業的師生閱讀。通過本書的學習，讀者將能夠係統地掌握電力拖動與運動控製係統的理論知識，並具備獨立進行係統設計、分析和應用的能力。

評分☆☆☆☆☆

這本書絕對是我最近讀到的最令人驚喜的科技讀物之一。盡管我並非電力工程的專業人士，甚至對“電力拖動”這個詞匯都有些陌生，但這本書以一種非常引人入勝的方式打開瞭我的視野。作者似乎有著非凡的洞察力，能夠將看似深奧的技術原理，通過生動形象的比喻和恰到好處的案例，展現在讀者麵前。我尤其喜歡其中關於電動機在不同工業場景下應用的部分，例如在重型機械的起重、精密儀器的定位，乃至我們日常生活中常見的電動汽車，都深刻地揭示瞭電力拖動係統背後所蘊含的智慧和復雜性。書中對各種控製策略的講解，即使是初學者也能逐步理解其邏輯，這對我這樣想瞭解技術如何在現實世界中發揮作用的讀者來說，簡直是及時雨。我原本以為會充斥著枯燥的公式和理論，但事實證明，這本書更像是一次精彩的科技探索之旅，讓我對這個看似默默無聞卻又至關重要的領域産生瞭濃厚的興趣。作者的敘述方式非常接地氣，避免瞭不必要的學術術語堆砌，而是側重於解釋“為什麼”和“如何”，這極大地降低瞭閱讀門檻，也讓我能夠更專注於理解核心概念。

評分☆☆☆☆☆

這是一本真正能夠激發思考的著作。我嘗試閱讀時，並沒有抱著解決某個具體技術難題的目的，而是希望能夠對電力拖動和運動控製係統有一個更宏觀、更深入的認識。這本書的魅力就在於，它能夠帶領讀者從最基本的電磁原理齣發，逐步構建起對復雜係統的理解。我尤其欣賞書中對係統建模和仿真的章節，它詳細介紹瞭如何利用數學工具來描述和分析係統的動態行為，並展示瞭如何通過仿真來預測係統的性能並優化設計。這對於理解係統設計的邏輯以及可能齣現的各種問題非常有幫助。此外，作者在探討不同控製策略時，也並非簡單羅列，而是著重分析瞭各種策略的優缺點，以及它們在不同工況下的適用性。這種批判性的分析，讓我能夠更清晰地認識到，不存在萬能的解決方案，而是需要根據具體的需求和約束條件來選擇最閤適的控製方法。書中的一些討論，甚至觸及到瞭未來技術的發展方嚮，例如人工智能在運動控製中的應用前景，這讓我對這個領域充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

我是一位對新興技術充滿好奇的學習者，而這本書正好滿足瞭我探索未知的欲望。我一開始對“電力拖動”這個概念並沒有太多概念，但隨著閱讀的深入，我發現它實際上是我們生活中許多自動化設備背後默默工作的核心。這本書用一種非常易於理解的方式，講解瞭電力拖動係統的基本組成、工作原理以及各種控製方法。我特彆喜歡書中關於電機選擇和驅動器配置的部分，它就像一本非常實用的“指南”，教會我如何根據不同的應用需求來選擇閤適的電機和驅動器，並理解它們之間的配閤關係。書中也涉及瞭一些基礎的控製理論，但作者將其解釋得非常生動，即使是我這樣的非專業人士，也能夠大緻理解其邏輯。最讓我驚喜的是，書中還提到瞭許多實際的應用案例，例如工業機器人、數控機床等，這些案例讓我能夠將書本上的知識與現實世界聯係起來，感受到技術的力量。總的來說，這本書為我打開瞭一個全新的認知領域，讓我對現代工業自動化有瞭更深層次的理解。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度都令人印象深刻，對於那些希望在電力拖動與運動控製領域深耕的研究人員和高級技術人員來說，它提供瞭一個堅實的研究基礎和豐富的實踐指導。作者在書中對係統集成、乾擾抑製以及可靠性工程等關鍵問題進行瞭深入的探討，這對於確保復雜運動控製係統的穩定運行至關重要。我尤其看重的是書中對故障診斷和安全機製的論述，這部分內容對於保障設備和人員的安全具有不可替代的作用。書中對最新的技術趨勢，如新能源汽車的電機控製技術、伺服係統的發展以及智能製造中的相關應用，也有涉及，這為我們把握行業發展方嚮提供瞭有益的參考。此外，作者在書中對於參考文獻的引用也非常嚴謹，可以幫助讀者進一步深入研究相關領域。整體而言，這本書不僅是一本技術手冊，更是一部充滿洞察力的學術著作，能夠幫助讀者建立起對電力拖動與運動控製係統更全麵、更深入的理解。

評分☆☆☆☆☆

對於長期從事自動化控製領域的工程師來說，這本書無疑提供瞭一個非常全麵的視角來審視電力拖動與運動控製這一核心技術。我特彆欣賞其中對不同類型電機（如直流電機、交流感應電機、永磁同步電機等）的詳細對比分析，不僅闡述瞭它們的結構特點和工作原理，更深入探討瞭在特定應用場景下選擇哪種電機更為高效、可靠。書中關於高級控製算法的部分，如PID控製的優化、模糊邏輯控製的應用、甚至一些基於模型預測的先進控製方法，都進行瞭相當深入的討論，並且結閤瞭大量的仿真和實驗數據來驗證其有效性。讓我印象深刻的是，作者並沒有僅僅停留在理論層麵，而是將這些理論與實際的工程問題緊密結閤，例如如何解決電機過載、如何提高係統的動態響應速度、如何降低能耗等，都提供瞭切實可行的解決方案和思路。這種理論與實踐相結閤的寫作方式，對於我們這些需要在實際工作中解決復雜工程問題的工程師來說，非常有價值。書中的圖錶和示意圖也繪製得非常精良，能夠清晰地展示復雜的係統結構和控製流程，使得理解更加直觀。