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机械工业出版社普通高等教育电气工程与自动化类“十三五”规划教材交流伺服控制系统/任志斌 版权信息
- ISBN：9787111592020
- 条形码：9787111592020 ; 978-7-111-59202-0
- 装帧：一般胶版纸
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>>
机械工业出版社普通高等教育电气工程与自动化类“十三五”规划教材交流伺服控制系统/任志斌 本书特色
本书首先介绍了交流伺服控制系统及编程的基础知识，然后以实现无刷直流电动机控制、永磁同步电动机控制及异步电机控制技术为重点，介绍STM32芯片在交流伺服控制的应用。全书共七章，第1章概要介绍了交流伺服系统。第2章介绍了交流伺服控制系统基础知识，包括STM32的结构及性能、存储空间及时钟、中断系统、定时器及A/D转换器。第3章围绕电动机的控制技术方面编程需要，重点介绍了数据Q格式、电动机驱动的PWM信号、数字PI调节器、数字测速的编程实现方法。第4章针对控制系统的实现，介绍了电压空间矢量PWM（SVPWM）和旋转变换控制技术。第5-7章以STM32的控制在实际应用分别对无刷直流电动机控制器、永磁同步电动机控制及异步电动机控制技术做了详细介绍。
机械工业出版社普通高等教育电气工程与自动化类“十三五”规划教材交流伺服控制系统/任志斌 内容简介
本书首先介绍了交流伺服控制系统及编程的基础知识，然后以实现无刷直流电动机控制、永磁同步电动机控制及异步电机控制技术为重点，介绍STM32芯片在交流伺服控制的应用。全书共七章，靠前章概要介绍了交流伺服系统。第2章介绍了交流伺服控制系统基础知识，包括STM32的结构及性能、存储空间及时钟、中断系统、定时器及A/D转换器。第3章围绕电动机的控制技术方面编程需要，重点介绍了数据Q格式、电动机驱动的PWM信号、数字PI调节器、数字测速的编程实现方法。第4章针对控制系统的实现，介绍了电压空间矢量PWM（SVPWM）和旋转变换控制技术。第5-7章以STM32的控制在实际应用分别对无刷直流电动机控制器、永磁同步电动机控制及异步电动机控制技术做了详细介绍。
机械工业出版社普通高等教育电气工程与自动化类“十三五”规划教材交流伺服控制系统/任志斌 目录
前言
第1 章 伺服控制系统概述 1
1. 1 伺服控制系统的基本概念 1
1. 1. 1 伺服控制系统的定义 1
1. 1. 2 伺服控制系统的组成 1
1. 1. 3 伺服控制系统性能的基本要求 1
1. 1. 4 伺服控制系统的种类 2
1. 2 电气伺服控制系统的发展 2
1. 2. 1 电气伺服控制系统的发展过程 2
1. 2. 2 驱动产品概况 3
1. 2. 3 发展趋势 5
1. 3 交流伺服控制系统 6
1. 3. 1 交流伺服控制系统的驱动方式与
应用 8
1. 3. 2 交流伺服控制系统的应用前景 10
习题和思考题 11
第2 章 交流伺服控制系统基础知识 12
2. 1 控制器芯片 12
2. 1. 1 STM32 系列芯片的结构及性能 12
2. 1. 2 STM32 的存储空间及时钟 13
2. 1. 3 STM32 的中断系统 21
2. 1. 4 STM32 的定时器 25
2. 1. 5 STM32 的A-D 转换器 26
2. 1. 6 STM32 应用举例 30
2. 2 交流伺服控制系统功率变换电路 35
2. 2. 1 逆变电路 35
2. 2. 2 驱动电路 39
2. 2. 3 带有死区的PWM 波形 40
2. 3 交流伺服电动机 41
2. 3. 1 同步型交流伺服电动机 41
2. 3. 2 感应型交流伺服电动机 41
2. 3. 3 两种交流伺服电动机的比较 42
习题和思考题 42
第3 章 交流伺服控制系统中的编程
技术 45
3. 1 定点CPU 的数据Q 格式 45
3. 1. 1 Q 格式说明 45
3. 1. 2 电动机控制中电流采样值的Q
格式处理 46
3. 2 PI 调节器的数字实现方法 47
3. 2. 1 模拟PI 调节器的数字化 47
3. 2. 2 改进的数字PI 算法 48
3. 2. 3 数字PI 调节器的举例 49
3. 3 PWM 驱动信号 52
3. 3. 1 三相互补的PWM 驱动 52
3. 3. 2 无刷直流电动机的PWM 驱动 55
3. 4 数字测速 58
3. 4. 1 旋转编码器 58
3. 4. 2 数字测速方法的精度指标 59
3. 4. 3 M 法测速 60
3. 4. 4 T 法测速 61
3. 4. 5 M / T 法测速 62
3. 4. 6 M / T 法速度测量的实现 64
3. 4. 7 M / T 法例程 65
习题和思考题 69
第4 章 电压空间矢量PWM 71
4. 1 电压空间矢量PWM 控制技术 71
4. 1. 1 空间矢量的定义 71
4. 1. 2 电压与磁链空间矢量的关系 72
4. 1. 3 PWM 逆变器基本输出电压矢量 73
4. 1. 4 正六边形空间旋转磁场 74
4. 1. 5 期望电压空间矢量的合成与
实现 75
4. 2 SVPWM 三个关键问题的解决 76
4. 3 SVPWM 编程实例 86
习题和思考题 91
Ⅴ
第5 章 无刷直流电动机控制技术 92
5. 1 无刷直流电动机的结构和工作原理 92
5. 1. 1 无刷直流电动机的结构 92
5. 1. 2 无刷直流电动机的霍尔传感器
位置检测 93
5. 1. 3 无刷直流电动机的工作原理 96
5. 1. 4 三相多槽多极对电机结构 98
5. 1. 5 无刷直流电动机的双闭环调速
系统 99
5. 2 无刷直流电动机控制系统 100
5. 2. 1 硬件电路 100
5. 2. 2 控制系统程序设计 105
5. 2. 3 电动机起动分析 105
5. 2. 4 STM32 的TIM1 与TIM2 中断 106
5. 2. 5 具体程序 106
5. 2. 6 程序分析 110
5. 3 无刷直流电动机无霍尔传感器控制
方法与实现 113
5. 3. 1 采用无位置传感器控制的
必要性 113
5. 3. 2 无刷直流电动机无位置传感器
控制方法 114
5. 3. 3 无刷直流电动机无位置传感器
控制原理框图 114
5. 3. 4 无霍尔传感器控制软件编程
设计 114
5. 4 无刷直流电动机相序测定方法 118
5. 5 无刷直流电动机的制动 119
习题和思考题 121
第6 章 永磁同步电动机控制技术 122
6. 1 永磁同步电动机控制原理 122
6. 1. 1 永磁同步电动机的数学模型 123
6. 1. 2 永磁同步电动机矢量控制原理 126
6. 2 永磁同步电动机控制的硬件设计 127
6. 2. 1 永磁同步电动机驱动器的总体
硬件电路 127
6. 2. 2 与无刷直流电动机硬件的差别 128
6. 3 永磁同步电动机控制的软件设计 129
6. 3. 1 软件设计总体结构 129
6. 3. 2 合成电压矢量幅值及其与d 轴
夹角的计算 133
6. 3. 3 电动机转子实时角度的计算 137
6. 3. 4 定时器中断程序分析 138
习题和思考题 142
第7 章 异步电动机矢量控制技术 143
7. 1 异步电动机动态数学模型 143
7. 1. 1 异步电动机动态数学模型的
性质 143
7. 1. 2 异步电动机三相原始数学模型 144
7. 2 坐标变换控制的基本思想 148
7. 3 坐标变换 149
7. 4 异步电动机在两相坐标系上的动态
数学模型 152
7. 5 异步电动机在两相坐标系上的状态
方程 155
7. 6 异步电动机按转子磁链定向的矢量
控制系统 158
7. 6. 1 按转子磁链定向同步旋转坐标系
中的状态方程 159
7. 6. 2 按转子磁链定向矢量控制的基本
思想 160
7. 6. 3 按转子磁链定向矢量控制系统的
实现 161
7. 6. 4 磁链开环转差型矢量控制
系统———间接定向 161
7. 7 CPU 在异步电动机矢量控制系统中的
实现 162
7. 7. 1 控制系统总体设计 162
7. 7. 2 编程分析 163
7. 8 两个常见问题 173
习题和思考题 180
附录 缩略语对照表 181
参考文献 184
第1 章 伺服控制系统概述 1
1. 1 伺服控制系统的基本概念 1
1. 1. 1 伺服控制系统的定义 1
1. 1. 2 伺服控制系统的组成 1
1. 1. 3 伺服控制系统性能的基本要求 1
1. 1. 4 伺服控制系统的种类 2
1. 2 电气伺服控制系统的发展 2
1. 2. 1 电气伺服控制系统的发展过程 2
1. 2. 2 驱动产品概况 3
1. 2. 3 发展趋势 5
1. 3 交流伺服控制系统 6
1. 3. 1 交流伺服控制系统的驱动方式与
应用 8
1. 3. 2 交流伺服控制系统的应用前景 10
习题和思考题 11
第2 章 交流伺服控制系统基础知识 12
2. 1 控制器芯片 12
2. 1. 1 STM32 系列芯片的结构及性能 12
2. 1. 2 STM32 的存储空间及时钟 13
2. 1. 3 STM32 的中断系统 21
2. 1. 4 STM32 的定时器 25
2. 1. 5 STM32 的A-D 转换器 26
2. 1. 6 STM32 应用举例 30
2. 2 交流伺服控制系统功率变换电路 35
2. 2. 1 逆变电路 35
2. 2. 2 驱动电路 39
2. 2. 3 带有死区的PWM 波形 40
2. 3 交流伺服电动机 41
2. 3. 1 同步型交流伺服电动机 41
2. 3. 2 感应型交流伺服电动机 41
2. 3. 3 两种交流伺服电动机的比较 42
习题和思考题 42
第3 章 交流伺服控制系统中的编程
技术 45
3. 1 定点CPU 的数据Q 格式 45
3. 1. 1 Q 格式说明 45
3. 1. 2 电动机控制中电流采样值的Q
格式处理 46
3. 2 PI 调节器的数字实现方法 47
3. 2. 1 模拟PI 调节器的数字化 47
3. 2. 2 改进的数字PI 算法 48
3. 2. 3 数字PI 调节器的举例 49
3. 3 PWM 驱动信号 52
3. 3. 1 三相互补的PWM 驱动 52
3. 3. 2 无刷直流电动机的PWM 驱动 55
3. 4 数字测速 58
3. 4. 1 旋转编码器 58
3. 4. 2 数字测速方法的精度指标 59
3. 4. 3 M 法测速 60
3. 4. 4 T 法测速 61
3. 4. 5 M / T 法测速 62
3. 4. 6 M / T 法速度测量的实现 64
3. 4. 7 M / T 法例程 65
习题和思考题 69
第4 章 电压空间矢量PWM 71
4. 1 电压空间矢量PWM 控制技术 71
4. 1. 1 空间矢量的定义 71
4. 1. 2 电压与磁链空间矢量的关系 72
4. 1. 3 PWM 逆变器基本输出电压矢量 73
4. 1. 4 正六边形空间旋转磁场 74
4. 1. 5 期望电压空间矢量的合成与
实现 75
4. 2 SVPWM 三个关键问题的解决 76
4. 3 SVPWM 编程实例 86
习题和思考题 91
Ⅴ
第5 章 无刷直流电动机控制技术 92
5. 1 无刷直流电动机的结构和工作原理 92
5. 1. 1 无刷直流电动机的结构 92
5. 1. 2 无刷直流电动机的霍尔传感器
位置检测 93
5. 1. 3 无刷直流电动机的工作原理 96
5. 1. 4 三相多槽多极对电机结构 98
5. 1. 5 无刷直流电动机的双闭环调速
系统 99
5. 2 无刷直流电动机控制系统 100
5. 2. 1 硬件电路 100
5. 2. 2 控制系统程序设计 105
5. 2. 3 电动机起动分析 105
5. 2. 4 STM32 的TIM1 与TIM2 中断 106
5. 2. 5 具体程序 106
5. 2. 6 程序分析 110
5. 3 无刷直流电动机无霍尔传感器控制
方法与实现 113
5. 3. 1 采用无位置传感器控制的
必要性 113
5. 3. 2 无刷直流电动机无位置传感器
控制方法 114
5. 3. 3 无刷直流电动机无位置传感器
控制原理框图 114
5. 3. 4 无霍尔传感器控制软件编程
设计 114
5. 4 无刷直流电动机相序测定方法 118
5. 5 无刷直流电动机的制动 119
习题和思考题 121
第6 章 永磁同步电动机控制技术 122
6. 1 永磁同步电动机控制原理 122
6. 1. 1 永磁同步电动机的数学模型 123
6. 1. 2 永磁同步电动机矢量控制原理 126
6. 2 永磁同步电动机控制的硬件设计 127
6. 2. 1 永磁同步电动机驱动器的总体
硬件电路 127
6. 2. 2 与无刷直流电动机硬件的差别 128
6. 3 永磁同步电动机控制的软件设计 129
6. 3. 1 软件设计总体结构 129
6. 3. 2 合成电压矢量幅值及其与d 轴
夹角的计算 133
6. 3. 3 电动机转子实时角度的计算 137
6. 3. 4 定时器中断程序分析 138
习题和思考题 142
第7 章 异步电动机矢量控制技术 143
7. 1 异步电动机动态数学模型 143
7. 1. 1 异步电动机动态数学模型的
性质 143
7. 1. 2 异步电动机三相原始数学模型 144
7. 2 坐标变换控制的基本思想 148
7. 3 坐标变换 149
7. 4 异步电动机在两相坐标系上的动态
数学模型 152
7. 5 异步电动机在两相坐标系上的状态
方程 155
7. 6 异步电动机按转子磁链定向的矢量
控制系统 158
7. 6. 1 按转子磁链定向同步旋转坐标系
中的状态方程 159
7. 6. 2 按转子磁链定向矢量控制的基本
思想 160
7. 6. 3 按转子磁链定向矢量控制系统的
实现 161
7. 6. 4 磁链开环转差型矢量控制
系统———间接定向 161
7. 7 CPU 在异步电动机矢量控制系统中的
实现 162
7. 7. 1 控制系统总体设计 162
7. 7. 2 编程分析 163
7. 8 两个常见问题 173
习题和思考题 180
附录 缩略语对照表 181
参考文献 184
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