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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