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第一章 绪论 1

1.1自动控制系统的基本概念 1

1.1.1自动控制系统的一般概念 1

1.1.2自动控制的基本方式 2

1.2直流调速系统概况 4

1.3交流调速系统概况 5

1.4自动控制系统仿真基本概念 6

1.4.1计算机仿真基本概念 6

1.4.2 MATLAB与控制系统仿真 9

1.5本课程的任务 10

本章小结 11

习题与思考题 11

第二章 单闭环直流调速系统 13

2.1概述 13

2.1.1调速的定义 13

2.1.2直流电动机的调速方法 14

2.1.3可控直流电源 15

2.1.4调速指标 18

2.1.5直流电动机开环调速系统及其特性 21

2.2有静差转速负反馈单闭环直流调速系统 25

2.2.1单闭环调速系统的组成及其工作原理 26

2.2.2单闭环调速系统的稳态特性 27

2.2.3单闭环调速系统的动态特性 31

* 2.2.4限流保护——电流截止负反馈 38

2.3无静差转速负反馈单闭环直流调速系统 42

2.4单闭环直流调速系统的MATLAB仿真 46

2.4.1开环直流调速系统的建模与仿真 46

2.4.2有静差转速单闭环直流调速系统的建模与仿真 55

2.4.3无静差转速单闭环直流调速系统的建模与仿真 60

2.4.4带限流保护的有静差转速单闭环直流调速系统的建模与仿真 63

2.4.5带限流保护的无静差转速单闭环直流调速系统的建模与仿真 65

本章小结 68

习题与思考题 69

第三章 转速、电流双闭环直流调速系统 72

3.1转速、电流双闭环直流调速系统的组成及其静特性 72

3.1.1双闭环直流调速系统的组成 73

3.1.2双闭环直流调速系统的工作原理 75

3.1.3双闭环直流调速系统的静特性及其稳态参数计算 76

* 3.2双闭环直流调速系统的动态特性 78

3.2.1双闭环直流调速系统的动态数学模型 78

3.2.2双闭环直流调速系统的起动特性 79

3.3双闭环直流调速系统中调节器的工程设计方法 81

3.3.1调节器的工程设计方法概论 81

3.3.2典型Ⅰ型和Ⅱ型系统 82

3.3.3典型Ⅰ型系统性能指标和参数的关系 84

3.3.4典型Ⅱ型系统性能指标和参数的关系 88

*3.4双闭环直流调速系统调节器的设计 91

3.4.1电流调节器的设计 92

3.4.2转速调节器的设计 97

3.5双闭环直流调速系统的MATLAB仿真 102

本章小结 107

习题与思考题 108

第四章 直流脉宽调速系统 111

4.1概述 111

4.2直流电动机的PWM调速原理 112

4.3脉宽调制变换器 113

4.3.1不可逆PWM变换器 113

4.3.2可逆PWM变换器 118

4.4直流脉宽调速系统的机械特性 120

4.5 PWM控制与变换器的传递函数 121

4.6 PWM调速系统的控制电路 122

4.6.1脉宽调制器 123

4.6.2集成电路脉宽调制器 125

4.6.3基极驱动器 128

4.7 PWM直流调速系统的特殊问题 129

4.8 PWM直流调速系统的MATLAB仿真 130

本章小结 133

习题与思考题 133

第五章 交流调压调速系统和串级调速系统 135

5.1交流调速系统的分类 135

5.2异步电动机调压调速系统 136

5.2.1交流调压器 136

5.2.2交流调压调速电路的组成 138

5.2.3调压调速系统的工作原理 139

5.2.4闭环调压调速系统的组成及其静特性 142

5.3绕线式异步电动机串级调速系统 145

5.3.1串级调速系统的原理及基本类型 145

5.3.2异步电动机串级调速系统的机械特性 148

5.3.3双闭环控制的串级调速系统 153

*5.3.4双闭环串级调速系统中调节器参数的设计 156

5.4交流调压调速系统和串级调速系统的MATLAB仿真 157

5.4.1交流调压调速系统的MATLAB仿真 157

5.4.2转速、电流双闭环串级调速系统的MATLAB仿真 162

本章小结 166

习题与思考题 168

第六章 交流异步电动机变压变频调速系统 169

6.1变压变频调速的基本控制方式 169

6.1.1基频以下调速 169

6.1.2基频以上调速 170

6.2异步电动机电压和频率协调控制时的机械特性 171

6.2.1恒压恒频控制异步电动机的机械特性 171

6.2.2基频以下恒压变频时的机械特性 171

6.2.3基频以上恒压变频时的机械特性 175

6.3基于异步电动机稳态模型的变压变频调速系统 176

6.3.1转速开环恒压频比控制调速系统 176

6.3.2转速闭环转差频率控制变压变频调速系统 183

6.4转速开环恒压频比控制调速系统的MATLAB仿真 189

本章小结 195

习题与思考题 196

第七章 变频器应用技术 197

7.1概述 197

7.1.1变频调速概况 197

7.1.2通用变频器概况 199

7.2变频器装置主要类型 201

7.2.1交-直-交变频器 201

7.2.2交-交变频器 202

*7.2.3通用变频器中的逆变器 205

7.2.4通用变频器中的脉宽调制（PWM）技术 207

7.2.5变频器主要功能 213

7.3变频器的选择 213

7.3.1变频器类型的选择 213

7.3.2变频器容量的选择 214

7.3.3变频器外围设备的选择 214

7.4变频器与PLC及上位机的连接 216

7.4.1变频器的输入输出电路 216

7.4.2使用时注意的问题 220

7.4.3接地和电源系统 221

7.5变频器的安装、调试和使用 221

7.5.1通用变频器的安装 221

7.5.2变频器的接线 222

7.5.3通用变频器的调试 223

7.5.4通用变频器的使用方法 224

7.6正弦波脉宽调制（SPWM）变频器的MATLAB仿真 225

本章小结 228

习题与思考题 229

*第八章 数字控制交直流调速系统 230

8.1数字控制交直流调速系统概述 230

8.1.1数字控制系统 230

8.1.2数字控制交直流调速系统总体结构 230

8.1.3数字控制交直流调速系统总体结构设计 231

8.1.4微处理芯片的选择 233

8.1.5数字调速系统的特点 234

8.2数字控制直流调速系统 235

8.2.1系统的硬件结构 236

8.2.2系统的软件结构 236

8.2.3数字控制直流调速系统的原理 237

8.3数字控制交流调速系统 241

8.3.1系统的硬件结构 241

8.3.2系统的软件结构 243

本章小结 246

习题与思考题 246

附录 实验指导 248

DZ0 1电源控制屏使用说明 248

实验一 晶闸管直流调速主要单元的调试 250

实验二 晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定 255

实验三 转速开环V-M不可逆直流调速系统 264

实验四 转速单闭环不可逆有静差直流调速系统 268

实验五 双闭环晶闸管不可逆直流调速系统 272

实验六 双闭环三相异步电动机串级调速系统 277

参考文献 282