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第1章 绪论 1

1．1 控制电机、特种电机与传统电机的区别 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概况 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 5

2．1 直流测速发电机 8

2．1．1 直流测速发电机的输出特性 8

2．1．2 直流测速发电机的误差及其减小的方法 9

2．2 交流异步测速发电机 15

2．2．1 空心杯转子异步测速发电机的结构和工作原理 16

2．2．2 异步测速发电机的输出特性 18

2．2．3 负载阻抗对异步测速发电机输出特性的影响 18

2．2．4 异步测速发电机误差的产生原因及减小措施 21

2．2．5 异步测速发电机的主要技术指标 23

2．2．6 产生剩余电压的原因及减小措施 24

2．3 测速发电机的应用举例 27

2．3．1 位置伺服控制系统的速度阻尼及校正 27

2．3．2 转速自动调节系统 27

2．3．3 自动控制系统的解算 28

小结 30

思考题与习题 32

第3章 自整角机测控系统 34

3．1 自整角机概述 35

3．1．1 自整角机的分类 36

3．1．2 自整角机的结构 39

3．1．3 控制系统对自整角机的技术要求 42

3．2 控制式自整角机 42

3．2．1 控制式自整角机的工作原理 43

3．2．2 带有差动发送机的控制式自整角机的工作原理 46

3．3 力矩式自整角机 47

3．3．1 力矩式自整角机的工作原理 47

3．3．2 阻尼绕组 50

3．3．3 力矩式自整角机的性能指标 50

3．4 自整角机测控系统及应用 51

3．4．1 雷达方位角测量系统组成 51

3．4．2 自整角机的测角与控制 52

3．4．3 轴角／数字转换电路的硬件设计 53

3．4．4 软件设计 54

小结 54

思考题与习题 55

第4章 旋转变压器 56

4．1 旋转变压器的类型和用途 58

4．2 正、余弦旋转变压器 60

4．2．1 正、余弦旋转变压器的结构 60

4．2．2 正、余弦旋转变压器的工作原理 62

4．2．3 正、余弦旋转变压器补偿方法 68

4．3 线性旋转变压器 72

4．3．1 线性旋转变压器结构 72

4．3．2 线性旋转变压器工作原理 72

4．4 旋转变压器的使用 74

4．4．1 工作方式 74

4．4．2 旋转变压器的选择和使用 75

4．4．3 旋转变压器的误差 76

4．5 旋转变压器的应用举例 77

4．5．1 旋转变压器在角度测量系统中的应用 77

4．5．2 旋转变压器在解算装置中的应用 82

小结 86

思考题与习题 90

第5章 伺服电动机及其控制系统 91

5．1 伺服电动机概述 94

5．2 直流伺服电动机及其控制 95

5．2．1 直流伺服电动机的结构和分类 95

5．2．2 直流伺服电动机的控制方式 98

5．2．3 直流伺服电动机的稳态特性 99

5．2．4 直流伺服控制技术 101

5．3 直流伺服电动机的应用 105

5．3．1 在位置控制系统中的应用 106

5．3．2 在速度控制系统中的应用 106

5．3．3 在混合控制系统中的应用 107

5．3．4 在张力控制系统中的应用 108

5．3．5 在自动检测装置中的应用 109

5．3．6 在温度控制系统中的应用 109

5．3．7 基于微处理器的直流伺服电动机系统 110

5．4 异步伺服电动机及其控制 113

5．4．1 异步伺服电动机的结构与分类 114

5．4．2 异步伺服电动机的运行原理及分析 115

5．4．3 异步伺服电动机的静态特性 123

5．4．4 异步伺服电动机和直流伺服电动机的性能比较 125

5．5 异步伺服电动机的应用 127

5．5．1 用于位置控制系统 127

5．5．2 用于检测装置 128

5．5．3 用于计算装置 129

5．5．4 用于增量运动的控制系统 129

5．6 永磁同步伺服电动机及其控制 130

5．6．1 永磁同步伺服电动机的结构与分类 130

5．6．2 永磁同步伺服电动机的工作原理 134

5．6．3 永磁同步伺服电动机的稳态性能 136

5．6．4 永磁同步伺服电动机的控制 139

5．6．5 永磁同步伺服电动机的矢量控制策略 148

5．7 永磁同步伺服电动机的应用 152

5．7．1 永磁同步电动机伺服系统的设计 152

5．7．2 伺服控制中相关控制策略 156

5．7．3 永磁同步伺服电动机的DSP控制电路 164

小结 171

思考题与习题 173

第6章 步进电动机及其控制系统 177

6．1 步进电动机简介 179

6．2 步进电动机分类 181

6．3 步进电动机的工作原理、矩角特性及振荡现象 182

6．3．1 步进电动机的工作原理 182

6．3．2 步进电动机的矩角特性 190

6．3．3 步进电动机的低频共振和低频失步 192

6．4 步进电动机的传递函数 192

6．5 步进电动机的运动控制 194

6．5．1 步进电动机驱动方法 194

6．5．2 步进电动机的开环控制 198

6．5．3 步进电动机微步距控制 202

6．5．4 加减速定位控制 205

6．5．5 步进电动机的闭环控制 207

6．6 步进电动机的应用 209

小结 212

思考题与习题 214

第7章 无刷直流电动机及其控制系统 216

7．1 无刷直流电动机的发展及分类 218

7．1．1 无刷直流电动机的发展历史 218

7．1．2 无刷直流电动机分类 219

7．1．3 无刷直流电动机特点 219

7．2 无刷直流电动机的基本组成和工作原理 220

7．2．1 基本组成环节 220

7．2．2 基本工作原理 221

7．2．3 常用的位置传感器 222

7．2．4 基本方程 225

7．3 无刷直流电动机的正、反转 229

7．4 直流无刷电动机的主回路 231

7．5 无刷直流电动机的控制方法 236

小结 238

思考题与习题 239

第8章 开关磁阻电动机及其控制系统 241

8．1 开关磁阻电动机驱动控制系统的构成与工作原理 244

8．1．1 SRD系统的基本构成 244

8．1．2 SR电动机运行原理 247

8．1．3 SRD系统与其他系统的比较 248

8．2 开关磁阻电动机的控制方式 250

8．2．1 SR电动机的数学模型 251

8．2．2 SRD系统的调速控制方式 254

8．2．3 基于模糊控制算法的系统控制方式 257

8．3 SRD系统功率变换器 259

8．3．1 主电路与主开关电力电子器件形式介绍 260

8．3．2 SRD功率变换器设计实例 262

8．4 开关磁阻电动机控制器 267

8．4．1 控制器硬件设计 268

8．4．2 SRD系统软件设计 275

8．5 开关磁阻发电机 283

8．5．1 开关磁阻发电机的运行原理 284

8．5．2 开关磁阻发电机系统的构成 285

8．5．3 开关磁阻发电机的控制策略 286

小结 286

思考题与习题 287

第9章 直线电动机 289

9．1 直线电机的基本结构 292

9．2 直线感应电动机 295

9．2．1 旋转电机的基本工作原理 295

9．2．2 直线感应电动机的基本工作原理 296

9．3 直线直流电动机 298

9．3．1 永磁式直线直流电动机 298

9．3．2 电磁式直线直流电动机 299

9．4 直线同步电动机 299

9．5 直线步进电动机 300

9．6 直线电动机的应用 302

9．6．1 作为直线运动的执行元件 302

9．6．2 用于机械加工产品 302

9．6．3 用于信息自动化产品 303

9．6．4 用于长距离的直线传输装置 305

9．6．5 用于高速磁悬浮列车 306

小结 309

思考题与习题 310

第10章 盘式电机 311

10．1 盘式电机概况 312

10．2 盘式直流电机 313

10．2．1 盘式直流电机的结构特点 313

10．2．2 盘式直流电机的基本电磁关系 315

10．3 盘式同步电机 316

小结 320

思考题与习题 322

第11章 超声波电动机 323

11．1 超声波电机概述 325

11．1．1 超声波电机发展历史 325

11．1．2 超声波电机的特点 326

11．1．3 超声波电机的分类 328

11．2 行波型超声波电动机 329

11．2．1 行波型超声波电动机的结构特点 329

11．2．2 行波型超声波电动机的运行机理 330

11．2．3 行波型超声波电动机的驱动控制 333

11．3 超声波电动机的应用 336

小结 340

思考题与习题 341

附录 课程设计 342

课程设计一 步进电动机驱动系统设计 342

课程设计二 永磁无刷直流电动机控制系统设计 345

参考文献 351