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第1章 电机控制概述1

1.1 电机控制技术的概念和内容1

1.2 电机控制中的关键技术2

1.3 电机控制技术的要素2

1.4 电机控制系统的数学模型3

1.4.1 数学模型及方框图3

1.4.2 速率控制系统4

1.4.3 位置控制系统5

1.5 模拟运动控制系统和增量运动控制系统5

1.5.1 模拟运动控制系统5

1.5.2 增量运动控制系统5

1.5.3 模拟数字混合式运动控制系统5

2.1.1 改变电枢回路电阻调速7

2.1 直流电动机的调速方法7

第2章 直流电动机的控制7

2.1.2 改变电枢电压调速8

2.2 采用晶体管的不可逆和可逆开环变速控制10

2.2.1 GTR不可逆变速控制10

2.2.2 GTR可逆变速控制12

2.2.3 PAM变速控制13

2.2.4 PWM变速控制16

2.3 驱动电路的设计23

2.3.1 开关频率和主回路附加电感的选择23

2.3.2 功率驱动电路的选择23

2.3.3 具有光电耦合绝缘的前置驱动电路24

2.3.4 防直通导通延时电路25

2.4 小功率PWM位置伺服系统26

2.4.1 位置伺服系统的结构与原理26

2.4.2 位置伺服系统专用芯片简介40

2.5.1 系统的静特性和反馈系数的计算43

2.5.2 系统动态工程设计方法43

2.5.3 典型I型系统参数与动态性能指标的关系43

2.5 直流电动机双闭环调速系统的工程设计方法43

2.5.4 典型II型系统参数与动态性能指标的关系44

2.5.5 控制系统调节器的选择46

2.5.6 控制系统固有部分近似处理方法47

2.5.7 双闭环调速系统工程设计法计算举例49

习题与思考题55

第3章 步进电动机的控制56

3.1 步进电动机的工作原理及驱动方法56

3.1.1 步进电动机的种类56

3.1.2 步进电动机的工作原理56

3.1.3 步进电动机的驱动方法57

3.2.1 串行控制61

3.2 步进电动机的开环控制61

3.2.2 单片机串行控制的步进电动机63

3.2.3 并行控制63

3.2.4 步进电动机开环变速控制67

3.3 步进电动机的最佳点-位控制68

3.3.1 最佳点-位控制原理68

3.3.2 步进电动机点-位控制的软件设计71

习题与思考题75

第4章 无刷直流伺服电动机与控制系统76

4.1 引言76

4.2 无刷直流伺服电动机的运行原理和结构特点77

4.2.1 “方波”运行原理与“正弦波”运行原理77

4.2.2 结构特点81

4.3.1 磁极位置传感器82

4.3 无刷直流伺服电动机的位置传感器82

4.3.2 跟踪型位置传感器84

4.4 无刷直流伺服电动机的功率驱动电路88

4.4.1 功率驱动电路的基本类型88

4.4.2 功率驱动电路的功率器件选择89

4.5 无刷伺服电动机控制系统90

4.5.1 脉冲电流换向函数90

4.5.2 脉冲电流换向函数的电路形成93

4.5.3 无刷伺服电动机的静态调速特性97

4.6 正弦波无刷电动机及控制系统98

4.6.1 正弦波电流换向函数的形成98

4.6.2 正弦波无刷电动机驱动控制系统101

习题与思考题102

5.2 变频调速同步电动机的工作特性103

5.2.1 变频运行时的功角特性103

5.1 同步电动机变频调速的控制方式和特点103

第5章 同步电动机的控制103

5.2.2 变频运行时转矩-转速特性106

5.3 同步电动机变频调速控制107

习题与思考题108

第6章 感应电动机的控制109

6.1 感应电动机调速系统的发展109

6.2 感应电动机的调速方法110

6.3 感应电动机变压变频调速原理110

6.3.1 变压变频调速的基本控制原理111

6.3.2 感应电动机电压-频率协调控制时的机械特性112

6.3.3 基频以上变频调速时的机械特性116

6.3.4 正弦波恒流供电时的机械特性116

6.4.1 间接变压变频装置118

6.4 电力变压变频装置118

6.4.2 直接变压变频装置119

6.5 正弦波脉宽调制原理和方法121

6.5.1 SPWM的调制方式121

6.5.2 脉宽调制(PWM)122

6.6 正弦波脉宽调制变频变压电路130

6.6.1 由模拟数字混合电路实现的变频变压系统130

6.6.2 由专用集成电路实现的变频变压控制系统131

6.6.3 SLE4520实现变频变压控制138

习题与思考题143

第7章 电机控制系统的设计144

7.1 计算机软盘驱动器的驱动与控制144

7.2 数控铣床驱动及控制系统145

7.3 磨床驱动控制系统149

习题与思考题152

第8章 电动机的矢量控制问题153

8.1 直流电动机的矢量控制153

8.2 感应电动机的矢量控制153

8.3 同步电动机(包括无刷电动机)的矢量控制156

8.4 步进电动机的矢量控制157

习题与思考题157

第9章 嵌入式DSP芯片为核心构成的电机控制系统158

9.1 控制系统硬件结构158

9.2 电机控制通用平台的软件结构159

9.3 主程序框架160

9.4 集成和调试软件161

习题与思考题162

参考文献163