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第1章 感应电机的多变量数学模型1

1.1在三相坐标系中感应电机的数学模型1

1.1.1磁链方程1

1.1.2电压方程3

1.1.3运动方程和转矩方程4

1.2在两相坐标系中感应电机的数学模型5

1.2.1坐标变换5

1.2.2磁链方程9

1.2.3电压方程11

1.2.4转矩方程和运动方程11

1.3用空间矢量表示时感应电动机的数学模型12

1.3.1空间矢量变换12

1.3.2用空间矢量表示的电压方程和磁链方程13

1.3.3运动方程和转矩方程14

1.4在任意旋转的通用坐标系中感应电机的数学模型15

1.4.1在两相任意旋转坐标系中感应电机的数学模型15

1.4.2在两相静止αβ坐标系中感应电机的数学模型17

1.4.3在两相同步旋转dq坐标系中感应电机的数学模型18

第2章 感应电机的矢量变换控制20

2.1转子磁场定向矢量变换控制20

2.1.1矢量变换控制的基本方程式20

2.1.2矢量变换控制的基本思想22

2.1.3转子磁场定向矢量变换控制变频调速系统24

2.2定子磁场定向矢量变换控制27

2.2.1基本方程式27

2.2.2定子磁场定向矢量变换控制基本结构28

2.3气隙磁场定向矢量变换控制29

2.3.1基本方程式29

2.3.2气隙磁场定向矢量变换控制基本结构31

第3章 感应电机的直接转矩控制33

3.1直接转矩控制的基本原理33

3.1.1空间电压矢量及其空间位置33

3.1.2直接转矩控制系统的基本结构35

3.2定子电压矢量对磁链和转矩的控制38

3.2.1定子电压矢量对磁链的控制38

3.2.2定子电压矢量对转矩的控制39

3.2.3直接转矩控制的电压矢量表41

3.3定子电压对磁链和转矩的控制性能分析42

3.3.1磁链轨迹控制性能分析42

3.3.2转矩控制性能分析44

3.4十二区段直接转矩控制系统47

3.4.1问题提出47

3.4.2十二区段直接转矩控制的电压矢量表49

3.4.3十二区段磁链控制性能分析50

3.4.4十二区段转矩控制性能分析51

3.5直接转矩控制仿真实例52

第4章 磁链观测62

4.1磁链观测的基本方程式62

4.2转子磁链的开环观测模型63

4.2.1转子磁链的电压模型63

4.2.2转子磁链的电流模型64

4.2.3转子磁链的组合模型法65

4.2.4转子磁链的改进电压模型法66

4.2.5旋转坐标系下转子磁链观测模型67

4.3定子磁链的开环观测模型67

4.3.1定子磁链的电压模型（也称u-i模型）67

4.3.2定子磁链的电流模型68

4.3.3定子磁链的i-n模型69

4.3.4定子磁链的u-i-n模型71

4.4气隙磁链的开环观测模型72

4.4.1气隙磁链的电压模型72

4.4.2气隙磁链的电流模型73

4.5磁链的闭环观测模型74

4.5.1基于Luenberger理论的状态观测器简介75

4.5.2基于误差反馈的转子磁链观测器76

4.5.3基于误差反馈的定子磁链观测器81

4.5.4基于误差反馈的气隙磁链观测器88

4.5.5感应电机的全阶磁链观测器92

4.6磁链闭环观测器的仿真及实验分析98

4.6.1建立仿真模型98

4.6.2降阶和全阶磁链观测器的仿真分析98

4.6.3降阶和全阶磁链观测器的实验分析112

第5章 转速辨识和电阻辨识117

5.1开环转速观测方法117

5.2采用状态观测器法（基于误差反馈）的转速辨识119

5.2.1基于转子磁链观测器模型的转速辨识119

5.2.2基于定子磁链观测器模型的转速辨识123

5.2.3基于定转子磁链观测器模型的转速辨识126

5.2.4采用状态观测器法转速辨识的仿真实例127

5.3采用模型参考自适应法的转速辨识131

5.3.1基于转子磁链模型的转速辨识方法132

5.3.2基于反电势模型的转速辨识方法135

5.3.3基于瞬时无功功率模型的转速辨识方法137

5.3.4采用模型参考自适应方法转速辨识的仿真实例139

5.4采用模型参考模糊自适应法的转速辨识143

5.4.1模糊控制自适应律的设计143

5.4.2模型参考模糊自适应转速辨识的仿真实例145

5.5采用扩展卡尔曼滤波法的转速辨识147

5.5.1扩展卡尔曼滤波法原理与结构148

5.5.2感应电机状态方程建立149

5.5.3扩展卡尔曼滤波状态估计153

5.6闭环转速辨识的实验结果分析157

5.6.1基于状态观测器与模型参考自适应转速辨识方法的比较157

5.6.2转速辨识实验结果展示160

5.7电阻辨识163

5.7.1采用状态观测器的电阻辨识163

5.7.2采用模糊PI自适应律的电阻辨识168

5.7.3采用模型参考自适应法的电阻辨识171

第6章 感应电机的自抗扰控制174

6.1自抗扰控制器的基本原理174

6.1.1自抗扰控制器的基本概念174

6.1.2线性自抗扰控制器176

6.2感应电机自抗扰控制器设计177

6.2.1在同步旋转dq坐标系中感应电机的状态方程178

6.2.2转速子系统自抗扰控制器设计179

6.2.3磁链子系统自抗扰控制器设计182

6.3感应电机自抗扰控制仿真分析及实验结果184

6.3.1转速控制仿真分析184

6.3.2转速控制实验结果186

6.3.3磁链控制仿真分析188

6.3.4磁链控制实验结果190

6.4基于时间尺度的感应电机自抗扰控制器参数整定方法192

6.4.1时间尺度的概念193

6.4.2感应电机的时间尺度193

6.4.3基于时间尺度的自抗扰控制器参数整定及仿真分析195

参考文献199

附录A机电能量转换基础知识202

A.1磁场与磁能202

A.2机电能量转换208

附录B本书实验用电机参数表213

术语索引214

感应电机数学模型索引216