運動控製係統/普通高等教育電氣電子類工程應用型“十二五”規劃教材 epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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內容簡介

　　《運動控製係統/普通高等教育電氣電子類工程應用型“十二五”規劃教材》係針對應用型本科院校電氣工程與自動化類本科專業編寫的。隨著電力電子技術、自動檢測技術、計算機技術、智能控製技術和網絡技術的快速發展，運動控製係統也日新月異，本書內容吸收瞭本專業領域已在工程上應用比較成熟的新技術。壓縮瞭直流調速部分的內容，突齣瞭交流異步電動機和同步電動機調速係統，並專門介紹瞭位置隨動係統和數字式運動控製係統。為適應教學改革的需要，本書秉承“理論夠用，注重應用”的理念，對基本原理講透，對高深理論簡略，特彆強調運動控製係統在工程上的應用，除融閤於各章的實踐性內容外，第8章專門介紹瞭五個運動控製係統應用實例。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
本章教學要求與目標
1.1 運動控製係統的組成和類型
1.1.1 液壓傳動係統
1.1.2 氣壓傳動係統
1.1.3 電氣傳動係統
1.2 運動控製係統的發展曆史
1.3 運動控製係統的轉矩控製規律
本章小結
思考題與習題
第2章 開環運動控製係統
本章教學要求與目標
2.1 直流電動機拖動的運動控製係統的基本問題
2.1.1 直流調速的主要方法
2.1.2 轉速控製的要求和調速性能指標
2.1.3 直流調速係統使用的3種可控直流電源
2.2 開環控製的直流電動機調速係統
2.2.1 晶閘管整流器-電動機係統
2.2.2 直流PWM變換器-電動機係統
2.2.3 開環直流調速係統的穩態分析
2.3 步進電動機運動控製係統
2.3.1 步進電動機簡介
2.3.2 步進電動機的控製方式
2.3.3 步進電動機控製係統
本章小結
思考題與習題
第3章 閉環控製的直流電動機調速係統
本章教學要求與目標
3.1 單閉環直流調速係統
3.1.1 單閉環直流調速係統的組成
3.1.2 單閉環直流調速係統的穩、動態性能分析
3.1.3 無靜差直流調速係統
3.1.4 其他形式的單閉環直流調速係統
3.2 轉速、電流雙閉環直流調速係統
3.2.1 單閉環直流調速係統存在的問題
3.2.2 轉速、電流雙閉環直流調速係統的組成
3.2.3 轉速、電流雙閉環直流調速係統的性能分析
3.2.4 轉速、電流雙閉環直流調速係統的工程設計方法
3.2.5 轉速、電流雙閉環直流調速係統調節器工程設計實例
3.3 可逆直流調速係統
3.3.1 PWM可逆直流調速係統
3.3.2 V�睲可逆直流調速係統
3.4 弱磁控製的直流調速係統
3.4.1 弱磁與變壓協調控製
3.4.2 弱磁與變壓協調控製的直流調速係統
本章小結
思考題與習題
第4章 交流異步電動機調速係統
本章教學要求與目標
4.1 異步電動機的穩態數學模型和調速方法
4.1.1 異步電動機的穩態數學模型
4.1.2 異步電動機的調速方法
4.2 異步電動機的變壓控製係統
4.2.1 異步電動機的變壓調速
4.2.2 變壓調速時的機械特性
4.2.3 閉環控製的變壓調速係統
4.2.4 變壓控製在軟起動器中的應用
4.2.5 變壓控製在電動機節電器中的應用
4.3 異步電動機的變壓變頻（VVVF）調速
4.3.1 變壓變頻調速的基本原理
4.3.2 變壓變頻調速時的機械特性
4.4變壓變頻（VVVF）調速技術
4.4.1 交—直—交PWM變頻器主電路
4.4.2 正弦波脈寬調製（SPWM）技術
4.5 變壓變頻（VVVF）調速係統的結構和工作原理
4.6 高性能異步電動機調速係統
4.6.1 矢量控製的交流變頻調速係統
4.6.2 直接轉矩控製的交流變頻調速係統
4.7 繞綫轉子異步電動機調速係統
4.7.1 繞綫轉子異步電動機雙饋控製的基本原理
4.7.2 繞綫轉子異步電動機串級調速係統
4.7.3 繞綫轉子異步電動機
雙饋調速係統
4.8通用變頻器
4.8.1 通用變頻器簡介
4.8.2 變頻器的選型、安裝及維護
本章小結
思考題與習題
第5章 同步電動機調速係統
本章教學要求與目標
5.1 同步電動機的穩態數學模型
與調速方法
5.1.1 同步電動機的特點
5.1.2 同步電動機的分類
5.1.3 同步電動機的轉矩角特性和穩定運行
5.1.4同步電動機的起動
5.1.5同步電動機的調速
5.2 他控變頻同步電動機調速係統
5.2.1 轉速開環恒壓頻比控製的同步電動機群調速係統
5.2.2 大功率同步電動機調速係統
5.3 三相永磁無刷直流電動機控製係統
5.3.1 無刷直流電動機的組成和工作原理
5.3.2 無刷直流電動機轉矩的波動
5.3.3 無刷直流電動機控製係統
5.4三相永磁同步伺服電動機控製係統
5.4.1 位置信號的檢測
5.4.2 電子齒輪的功能
5.4.3 交流伺服電動機驅動器實例
本章小結
思考題與習題
第6章 位置隨動係統
本章教學要求與目標
6.1 位置隨動係統概述
6.1.1 位置隨動係統的組成
6.1.2 位置隨動係統的特點
6.1.3 位置隨動係統的基本性能指標
6.2 閉環位置隨動係統及其控製原理
6.2.1 閉環伺服係統的執行電動機
6.2.2 數字脈衝比較式伺服係統
6.2.3 數控加工過程
6.2.4數控機床的軌跡控製原理及其實現
6.3 位置隨動係統的數學模型與校正設計
6.3.1 位置伺服係統的數學模型
6.3.2 位置調節器設計
本章小結
思考題與習題
第7章 數字式運動控製係統
本章教學要求與目標
7.1 數字控製係統的主要特點
7.2 數字式運動控製係統的基本組成
7.3 數字控製的關鍵部件
7.3.1 數字測速指標
7.3.2 數字測速方法
7.3.3 數字濾波
7.3.4 數字PID調節器
7.4 基於DSP的運動控製器
7.4.1 DSP運動控製器的硬件構成
7.4.2 DSP運動控製器的軟件構成
7.5現場總綫及Profibus現場總綫
7.5.1 現場總綫的概念及特點
7.5.2 典型現場總綫介紹
7.5.3 Profibus現場總綫概述
7.5.4 ProfibusDP協議
7.5.5 ProfibusDP的數據通信
7.5.6 ProfibusDP的交叉通信方式
7.5.7 ProfibusDP的技術優勢
7.6 數字式運動控製係統的設計內容和流程
本章小結
思考題與習題
第8章 運動控製係統應用實例
本章教學要求與目標
8.1 步進電動機在勾心剛度測試儀中的應用
8.2 西門子6RA70型直流調速器在熱連軋機中的應用
8.2.1 6RA70型直流調速器簡介
8.2.2 6RA70型直流調速器在熱連軋機中的應用
8.3 變頻器在恒壓供水係統中的應用
8.4 機械手關節伺服控製係統
8.5 運動控製器在紙箱切割打樣機中的應用
參考文獻

前言/序言

　　運動控製係統（電力拖動自動控製係統）課程作為電氣工程和自動化類本科專業的一門專業必修課，已有多種版本的教材在各高校使用。其中，陳伯時教授主編的《自動控製係統》和後來的第2版、第3版，以及他與阮毅教授主編的第4版，一直是改革開放以來曆屆電氣自動化專業學生選用的經典教材。自大學擴招以來，許多大學將自身定位於應用型本科院校，就讀的學生普遍存在抽象思維和數理知識方麵的欠缺，對理論性較強的教學內容理解睏難，而且他們的就業方嚮主要是基層一綫，麵對自動控製係統的設計、安裝、調試、維護和係統集成等電氣技術工作，他們需要的是係統的思維能力、寬廣的知識麵、較強的動手實踐能力和解決實際工程問題的能力，而對於電力傳動設備內部的深奧原理以及具體電路．有所瞭解就可以瞭。基於以上認識，本書以必要的理論知識為基礎，著重於應用，力圖適閤於應用型本科院校師生的教學。
　　全書內容安排如下：第1章緒論。除瞭介紹運動控製係統的發展曆史外，主要介紹運動控製係統的3個類型，即液壓傳動係統、氣壓傳動係統和電氣傳動係統。由於液壓傳動係統和氣壓傳動係統仍在工業上大量使用且具有獨特的優點，因此這方麵內容將有助於擴展學生的知識麵。本章最後介紹的轉矩控製規律是後續學習的預備知識。第2章開環運動控製係統。首先介紹運動控製係統的要求和穩、動態性能指標，然後介紹常用的晶閘管整流器一電動機係統和直流PwM變換器一電動機係統，最後介紹廣泛使用的一種開環運動控製係統——步進電動機運動控製係統，並給齣一個步進驅動器的實例。第3章閉環控製的直流電動機調速係統。盡管直流調速係統已被交流調速係統逐步替代，但直流調速係統特彆是雙閉’環控製係統仍是交流調速係統的基礎，其工程設計和分析方法對工程技術人員有重要作用，所以本章循序漸進地講解瞭單，罰環直流調速係統、雙閉環直流調速係統、可逆直流調速係統和弱磁控製的直流調速係統。第4章交流異步電動機調速係統。在提齣異步電動機穩態數學模型的基礎上，導齣瞭交流調速的方法；在變壓控製方麵，除瞭介紹變壓調速係統外，還介紹瞭軟起動器和電動機節電器；在變頻控製方麵，重點介紹瞭變頻調速的機械特性、SPWM和SVPWM控製方法、VVVF調速係統，對矢量控製係統和直接轉矩控製係統隻作一般介紹，省略瞭動態數學模型，還介紹瞭繞綫轉子異步電動機串級調速係統和雙饋調速係統：最後對通用變頻器的使用作瞭詳細介紹。第5章同步電動機調速係統。介紹同步電動機的穩態數學模型及調速方法，重點關注無刷直流電動機控製係統和三相永磁同步伺服電動機控製係統，最後介紹一種交流伺服電動機驅動器。第6章位置隨動係統。近年來隨著各種數控機床．和機器人技術的普遍應用，位置隨動係統在工業上顯得日益重要，本章在介紹位置隨動係統的要求、組成、特點和性能指標後，著重介紹數控加工特彆是軌跡控製原理，最後介紹隨動係統校正方法。第7章數字式運動控製係統。數字化、智能化、網絡化正在成為運動控製係統的主流，本章首先介紹數字控製的特點、係統組成及測速濾波方法，然後介紹數字PID調節器的算法實現，並講述基於DSP的運動控製器，還詳細介紹以Profibus為代錶的現場總綫，最後給齣數字式運動控製係統的設計內容和流程。第8聿運動控製係統應用實例。結閤工程實際，列舉瞭5個應用實例，涉及步進電動機的PLC控製、直流調速器的應用、變頻器的應用、伺服電動機在機器人上的應用以及運動控製器的應用，以期學生從事工程實踐時有所藉鑒。
　　本書主要內容的理論教學時數約為48學時，建議安排第1章2學時、第2章6學時、第3章lo學時、第4章8學時、第5章6學時、第6章6學時、第7章4學時、第8章6學時，各學校可根據各自教學大綱的要求選擇內容和安排教學。本課程是一門實踐性很強的課程，實驗是學好本課程必不可少的環節，建議按課堂教學進程和實驗設備條件安排相關實驗。實驗內容應突齣設計性和綜閤性，注意運用理論分析解決實際問題。如條件許可，建議另外安排一次運動控製係統的課程設計或綜閤實踐，以培養學生的工程實踐能力。
　　全書由吳貴文擔任主編，編寫瞭第1—6章和第8章並負責統稿。作者本人從事本課程教學前後15年，中間又有15年時間在工業企業從事相關技術研發工作，有一定的經驗，依托這些積纍，作者力圖在現有各種優秀教材的基礎上，使本書在應用方麵體現特色。何紅軍老師編寫瞭本書的第7章並負責電子課件的製作。
　　本書在編寫過程中還得到溫州研碩自動化設備有限公司的大力支持，在此錶示衷心的感謝。徐虎老師對本書內容和插圖提齣瞭寶貴意見，劉希真老師給予瞭許多幫助，在此一並緻謝。
　　本書的成功齣版需要特彆感謝機械工業齣版社責任編輯的努力，為本書的策劃、申報、立項到編輯齣版付齣瞭大量辛勤的勞動。希望本書能對推動本課程的教學改革有所裨益，對培養高素質的應用型人纔有所幫助。
　　本書配有免費電子課件，歡迎選用本書作為教材的老師登注冊下載。
　　雖然在編寫時傾注瞭大量心血，時時刻刻如履薄冰，唯恐失誤，但因學識水平有限，書中仍會存在許多缺點和不足，懇請廣大師生和讀者批評指正。
　　吳貴文

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