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第1章 绪论 1

1.1控制电机、特种电机和传统电机的区别 1

1.2控制电机与特种电机的种类 2

1.3控制电机与特种电机的应用 2

1.4控制电机、特种电机与其控制系统的关系 3

第2章 测速发电机 4

2.1直流测速发电机 4

2.1.1直流测速发电机的形式 4

2.1.2直流测速发电机的输出特性 5

2.1.3直流测速发电机误差原因及分析 6

2.2交流异步测速发电机 11

2.2.1交流异步测速发电机的结构与工作原理 11

2.2.2交流异步测速发电机的输出特性 12

2.2.3交流异步测速发电机的主要技术指标 13

2.3测速发电机的应用 15

2.3.1位置伺服控制系统的速度阻尼及校正 15

2.3.2转速自动调节系统 16

2.3.3自动控制系统的解算 16

本章小结 18

思考题与习题 18

第3章 自整角机 20

3.1自整角机的分类和结构 20

3.1.1自整角机的分类 20

3.1.2自整角机的结构 22

3.2控制式自整角机 24

3.2.1控制式自整角机的工作原理 24

3.2.2带有差动发送机的控制式自整角机的工作原理 29

3.3力矩式自整角机 30

3.3.1力矩式自整角机的工作原理 30

3.3.2阻尼绕组 34

3.3.3力矩式自整角机的应用 34

3.4自整角机的选择与使用 35

3.4.1自整角机的特点 35

3.4.2自整机的选用 36

3.4.3使用注意事项 36

3.5自整角机测控系统应用举例 36

3.5.1雷达方位角测量系统组成 37

3.5.2自整角机的测角与控制 37

3.5.3轴角/数字转换电路的硬件设计 38

3.5.4软件设计 40

本章小结 40

思考题与习题 40

第4章 旋转变压器 42

4.1旋转变压器的类型和用途 42

4.2正余弦旋转变压器 44

4.2.1正余弦旋转变压器的结构 44

4.2.2正余弦旋转变压器的工作原理 46

4.2.3正余弦旋转变压器补偿方法 50

4.3线性旋转变压器 53

4.3.1线性旋转变压器的结构 53

4.3.2线性旋转变压器的工作原理 53

4.4旋转变压器的使用 54

4.4.1工作方式 54

4.4.2旋转变压器的选择和使用 56

4.4.3旋转变压器的误差 57

4.5旋转变压器的应用举例 58

4.5.1旋转变压器在角度测量系统中的应用 58

4.5.2旋转变压器在解算装置中的应用 62

本章小结 66

思考题与习题 67

第5章 伺服电动机及其控制 68

5.1伺服电动机简介 70

5.2直流伺服电动机及其控制 71

5.2.1直流伺服电动机的结构和分类 71

5.2.2直流伺服电动机的控制方式 74

5.2.3直流伺服电动机的稳态特性 74

5.2.4直流伺服控制技术 76

5.3直流伺服电动机的应用 81

5.3.1在位置控制系统中的应用 81

5.3.2在速度控制系统中的应用 82

5.3.3在混合控制系统中的应用 82

5.3.4在张力控制系统中的应用 83

5.3.5在自动检测装置中的应用 84

5.3.6在温度控制系统中的应用 84

5.3.7基于微处理器的直流伺服电动机系统 85

5.4异步伺服电动机及其控制 89

5.4.1异步伺服电动机的结构与分类 89

5.4.2异步伺服电动机的运行原理及分析 90

5.4.3异步伺服电动机的静态特性 97

5.4.4异步伺服电动机和直流伺服电动机的性能比较 99

5.5异步伺服电动机的应用 101

5.5.1在位置控制系统中的作用 101

5.5.2在检测装置中的应用 102

5.5.3在计算装置中的应用 102

5.5.4在增量运动的控制系统中的应用 103

5.6永磁同步伺服电动机及其控制 103

5.6.1永磁同步伺服电动机的结构与分类 104

5.6.2永磁同步伺服电动机的工作原理 108

5.6.3永磁同步伺服电动机的稳态性能 109

5.6.4永磁同步伺服电动机的控制 113

5.6.5永磁同步伺服电动机的矢量控制策略 121

5.7永磁同步伺服电动机的应用 124

5.7.1永磁同步电动机伺服系统的设计 124

5.7.2伺服控制中相关控制策略 129

5.7.3永磁同步伺服电动机的DSP控制电路 137

本章小结 147

思考题与习题 148

第6章 步进电动机及其控制 151

6.1步进电动机的分类及结构 152

6.1.1步进电动机的分类 152

6.1.2步进电动机的结构 153

6.2反应式步进电动机的工作原理 155

6.2.1通电方式分析 155

6.2.2小步距角步进电动机 157

6.2.3步进电动机的基本特点 159

6.3反应式步进电动机的运行特性 160

6.3.1静态运行特性 160

6.3.2动态运行特性 166

6.3.3主要性能指标 173

6.4步进电动机的驱动控制 173

6.4.1驱动控制器 174

6.4.2功率驱动电路 175

6.5步进电动机的控制及应用 181

6.5.1步进电动机的控制 181

6.5.2步进电动机的应用 182

本章小结 184

思考题与习题 185

第7章 永磁无刷直流电动机及其控制 187

7.1永磁无刷直流电动机的基本结构和工作原理 187

7.1.1永磁无刷直流电动机的基本结构 187

7.1.2永磁无刷直流电动机的工作原理 189

7.2永磁无刷直流电动机的运行特性 190

7.2.1永磁无刷直流电动机的基本方程 190

7.2.2永磁无刷直流电动机特性分析 193

7.3永磁无刷直流电动机的控制方法 194

7.3.1最简控制方式 194

7.3.2调压控制方式 195

7.3.3电流滞环PWM控制方式 195

7.3.4无刷直流电动机的四象限运行控制过程 196

7.4永磁无刷直流电动机的无位置传感器控制 197

7.4.1基于反电动势过零点的转子位置检测 198

7.4.2续流二极管法 199

7.4.3基于反电动势积分的转子位置检测 200

7.4.4基于反电动势三次谐波的转子位置检测 200

7.4.5状态观测器法 201

7.4.6基于磁链函数的转子位置检测方法 201

7.5永磁无刷直流电动机专用驱动控制集成电路 202

7.5.1 MC33035 202

7.5.2 EC302 208

7.6基于TMS320F2812 DSP的永磁无刷直流电动机控制系统 214

7.6.1控制器方案设计 214

7.6.2控制器硬件设计 215

7.6.3控制器软件设计 222

7.6.4系统应用软件总体结构 225

7.6.5控制器系统控制策略 227

7.7永磁无刷直流电动机控制系统的应用与发展 234

本章小结 235

思考题与习题 236

第8章 开关磁阻电动机及其控制 237

8.1开关磁阻电动机驱动控制系统构成与工作原理 240

8.1.1 SRD系统的基本构成 240

8.1.2 SR电动机的运行原理 242

8.1.3 SRD系统与其他系统的比较 243

8.2开关磁阻电动机的控制方式 245

8.2.1 SR电动机的数学模型 246

8.2.2 SRD系统的调速控制方式 248

8.2.3基于模糊控制算法的系统控制方式 251

8.3 SRD系统功率变换器 254

8.3.1主电路与主开关电力电子器件形式介绍 254

8.3.2 SRD功率变换器设计实例 256

8.4开关磁阻电动机控制器 261

8.4.1控制器硬件设计 261

8.4.2 SRD系统软件设计 268

8.5开关磁阻发电机 275

8.5.1开关磁阻发电机的运行原理 276

8.5.2开关磁阻发电机系统的构成 277

8.5.3开关磁阻发电机的控制策略 278

8.6开关磁阻电动机及其控制的发展 278

本章小结 279

思考题与习题 279

第9章 直线电动机 281

9.1直线电动机的基本结构 283

9.2直线感应电动机 286

9.2.1旋转电机的基本工作原理 286

9.2.2直线感应电动机的基本工作原理 286

9.3直线直流电动机 288

9.3.1永磁式直线直流电动机 288

9.3.2电磁式直线直流电动机 289

9.4直线同步电动机 289

9.5直线步进电动机 290

9.6直线电动机的应用 292

9.6.1作为直线运动的执行元件 292

9.6.2用于机械加工产品 292

9.6.3用于信息自动化产品 293

9.6.4用于长距离的直线传输装置 295

9.6.5用于高速磁悬浮列车 296

本章小结 298

思考题与习题 299

第10章 盘式电动机 300

10.1盘式电动机概况 300

10.2盘式直流电动机 301

10.2.1盘式直流电动机的结构特点 301

10.2.2盘式直流电动机的基本电磁关系 303

10.3盘式同步电动机 304

10.4盘式电动机的发展 307

本章小结 310

思考题与习题 310

第11章 超声波电动机 311

11.1超声波电动机概述 311

11.1.1超声波电动机发展历史 312

11.1.2超声波电动机的特点 313

11.1.3超声波电动机的分类 315

11.2行波型超声波电动机 315

11.2.1行波型超声波电动机的结构特点 315

11.2.2行波型超声波电动机的运行机理 316

11.2.3行波型超声波电动机的驱动控制 319

11.3超声波电动机的应用 322

11.4超声波电动机的发展 325

本章小结 326

思考题与习题 327

附录A课程设计 328

A.1步进电动机驱动系统设计 328

A.1.1设计背景 328

A.1.2设计要求 328

A.1.3设计原理 328

A.1.4分组说明 331

A.1.5设计报告说明 331

A.2永磁无刷直流电动机控制系统设计 331

A.2.1设计背景 331

A.2.2设计要求 332

A.2.3设计原理 332

A.2.4分组说明 335

A.2.5设计报告说明 336

附录B部分思考题与习题答案 337

参考文献 341