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第一章 电力拖动自动控制系统的构成原理1

1-1电力拖动坐标控制的任务和原理1

1-1-1电力拖动自动控制的基本目的和控制系统的分类1

目录1

1-1-2电力拖动自动控制系统设计的一般途径5

1-2电力拖动自动控制系统的数学描述7

1-2-1非线性电力拖动自动控制系统的数学描述及其线性化7

1-2-2线性电力拖动自动控制系统数学描述的模式11

1-3-1单环的规范调整14

1-3规范调整及其应用14

1-3-2非线性闭环的调整20

1-3-3单环系统和系统的降阶计算23

1-3-4中间坐标约束和从属调节原理26

1-3-5用运算放大器实现调节器的传递函数29

1-4用观测器复现控制对象的状态变量33

1-4-1全阶观测器的构成原理33

1-4-2降维观测器37

2-1-1电枢电压控制和励磁磁通控制的他励直流电动机的数学描述40

2-1主电路的基本元件——直流电动机和晶闸管变流器40

第二章 直流电力拖动的速度自动控制系统40

2-1-2他励电动机的线性化结构图44

2-1-3负载为电动机和电流连续时的不可逆晶闸管变流器47

2-1-4电流断续时不可逆变流器的静特性52

2-1-5可逆晶闸管变流器57

2-1-6晶闸管电力拖动的动特性61

2-2电力拖动速度自动控制系统的典型结构62

2-2-1恒磁通下调节电枢电压的单环速度控制系统62

2-2-2带从属电流环的电力拖动控制系统68

2-2-3电力拖动速度双域调节系统74

2-2-4与双域调节有关的非线性补偿83

2-3与晶闸管变流器性能有关的电力拖动控制系统的特点86

2-3-1过渡过程中电枢电流的限幅86

2-3-2在协同控制的可逆晶闸管变流器组电力拖动系统中均衡电流的调节88

2-3-3采用独立控制晶闸管组的变流器时电流环特性的线性化90

第三章 交流电力拖动的速度自动控制系统95

3-1作为自动控制系统元件的交流电动机96

3-1-1控制定子频率和电压时异步电动机的数学描述96

3-1-2转子侧控制时异步电动机的数学描述107

3-2-1有直流环节的晶闸管变频器111

3-2用于交流电动机的作为自动控制系统元件的晶闸管变频器111

3-2-2晶闸管直接变频器119

3-2-3异步电动机转子电路中的晶闸管变流器120

3-3笼型异步电动机的速度自动控制系统124

3-3-1静态下电动机的频率控制124

3-3-2带坐标函数变换器的频率控制系统126

3-3-3用定子电动势、电动机速度、电动机速度和电流等反馈的频率控制系统132

3-3-4频率－电流控制系统134

3-3-5矢量控制系统136

3-4-1转子电路中引入附加电动势的控制系统143

3-4绕线转子异步电动机的速度自动控制系统143

3-4-2转子电路有附加电阻作用的控制系统145

3-4-3有定子电压作用的控制系统149

第四章 电动机与工作机械弹性连接时电力拖动速度控制151

4-1机电系统传动部分的一般结构151

4-1-1弹性连接对象的数学描述151

4-1-2“电动机－工作机械”双质量弹性连接系统以及弹性振荡的参数计算160

4-2在带有从属电流环的系统中双质量弹性连接机械的电力拖动速度控制167

4-2-1弹性对带有从属电流环的电力拖动控制系统工作的影响167

4-2-2弹性从属调节系统的速度环调整172

4-2-3小质量比系数时弹性从属调节系统的某些校正方法179

4-2-4带有从属电流环的速度控制系统中的观测器183

第五章 电力拖动的稳速自动控制系统190

5-1电力拖动的稳速任务190

5-1-1稳速系统的分类190

5-1-2运动参数的信息处理系统192

5-1-3考虑确定的和随机的、扰动和干扰分量的最优化稳速系统198

5-2单电动机电力拖动的稳速系统204

5-2-1模拟稳速系统204

5-2-2高精度电力拖动的数字模拟和数字稳速系统205

5-2-3超高精度电力拖动的脉冲－相位稳速系统210

5-3多电动机电力拖动的稳速系统215

5-3-1多电动机电力拖动工业设备的特征215

5-3-2相关的多电动机电力拖动的速度控制和速度比值控制系统219

5-3-3相关的多电动机电力拖动的速度和速度比值的数字模拟和数字控制系统227

第六章 机械位置的自动控制系统229

6-1位置控制系统的构成原理229

6-2定位状态的机械位置控制系统233

6-2-1小位移状态的调整233

6-2-2中、大位移状态的定位系统和所需位移规律的实现235

6-2-3抛物线位置调节238

6-3-1随动控制的任务和跟随控制作用的误差240

6-3随动状态的机械位置控制系统240

6-3-2用复合控制提高跟随控制作用的精度242

6-3-3双通道随动电力拖动247

6-3-4有主扰动时的系统误差及其减小方法251

6-4工作机械某些特性对随动电力拖动工作的影响255

6-4-1干摩擦及对其影响的补偿255

6-4-2随动电力拖动中间隙的机电消除法258

6-4-3弹性系统中位置环的调整261

7-1-1程序控制系统的分类265

7-1程序控制的一般概念265

第七章 电力拖动程序自动控制系统265

7-1-2数字程控系统的一般组成267

7-2数字程控系统中电力拖动自动控制系统控制规律的建立269

7-2-1根据几何和工艺信息准备数字程序269

7-2-2数字程序信息的编码和再现272

7-2-3插补器275

7-3带步进电机电力拖动的程序控制系统283

7-3-1步进电机的基本特性283

7-3-2步进电力拖动控制288

7-4-1电力拖动程序自动控制系统中的位置发送器291

7-4执行机构位置闭环的电力拖动程序自动控制系统291

7-4-2带脉冲发送器和“代码－电压”转换器的电力拖动程序自动控制系统295

7-4-3脉冲－相位电力拖动程序自动控制系统300

7-4-4相位发送器工作在调幅状态的电力拖动程序自动控制系统304

7-4-5点位程序控制系统307

7-5计算机控制的程序控制系统313

7-5-1计算机控制的数字程控装置的工作原理和基本功能313

7-5-2多坐标设备的电力拖动程序控制系统317

8-1实现张力调节的电力拖动控制的任务320

8-1-1用测量力、转矩和功率的方法直接和间接测量张力320

第八章 卷取张力调节的电力拖动自动控制系统320

8-1-2起动和制动过程中保持张力的任务323

8-2保持张力稳定的电力拖动自动控制系统的典型结构326

8-2-1带功率调节的电力拖动自动控制系统326

8-2-2保持电枢电流恒定的张力自动调节系统328

8-2-3卷取装置电力拖动的双域控制系统333

第九章 电力拖动自动控制系统中的自适应控制337

9-1电力拖动自适应控制系统组成的基本原理337

9-1-1电力拖动和生产机械的不确定性系统的控制任务337

9-1-2确定频率和时间特性339

9-1-3辨识的自适应观测器340

9-2-1无搜索自适应控制系统的标准模型344

9-2电力拖动的无搜索自适应控制系统344

9-2-2使频率和时间特性稳定的自适应控制系统345

9-2-3比较信号的高频分量和低频分量构成的自适应控制系统347

9-2-4带变结构调节器的自适应控制系统351

9-2-5有辨识观测器的自适应控制系统354

9-3电力拖动的搜索自适应控制系统358

9-3-1搜索控制系统的特点358

9-3-2在搜索自适应控制系统中组织趋近极值的运动360

9-3-3方均误差最小的超高精度电力拖动自适应控制系统366

10-1自动设计方法的概述374

第十章 电力拖动控制系统的模拟374

10-2用模拟计算机模拟自动控制系统的基本步骤和方法375

10-3结构图作为被模拟系统的原始数学描述377

10-4原始结构图的变换378

10-4-1消去理想微分环节的变换380

10-4-2复杂传递函数环节的分解382

10-4-3消去不良耦合的变换383

10-5模型结构图的组成及其参数的确定383

10-5-1按系统分解结构图组成模型结构图384

10-5-2模型结构图参数的确定389

10-6用数字计算机模拟控制系统的数值法397

10-6-1欧拉法（折线法）399

10-6-2迭代改进型欧拉－柯西法399

10-6-3龙格－库塔法（四阶法）399

10-6-4巴沙林法400

10-7控制系统用数字计算机数学模拟401

10-7-1无迭代算法（一次近似）402

10-7-2迭代算法（二次近似）405

10-7-3算法的标准部分和自编部分408

11-1用电子计算机进行电力拖动自动控制系统综合的一般概念414

第十一章 电力拖动控制系统的综合414

11-2用数字计算机综合电力拖动自动控制系统416

11-2-1通用综合算法基本部分的反演方程417

11-2-2非线性电力拖动控制系统通用综合算法419

11-2-3计算程序的组织426

11-3综合自动控制系统的三个基本课题的求解举例429

11-3-1课题之一——函数综合430

11-3-2课题之二——结构－参数综合433

11-3-3课题之三——参数综合435

符号表438

参考文献452