交流传动系统高性能控制及MATLAB/Simulink建模

图书标准信息

• 作者 海瑟姆·阿布鲁 著
• 出版社 机械工业出版社
• 出版时间 2018-12
• 版次 1
• ISBN 9787111606567
• 定价 140.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 432页
• 字数 537千字

【内容简介】

采用合理的控制策略，按照负载特性对交流电气传动系统进行调速，会显著提高其电能利用效率。高性能传动使电机具有快速、准确的动态响应，且提供良好的稳态性能。本书首先给出了交流电机的基本模型（包括异步电机、永磁同步电机、双馈异步电机），详细阐述了电压型逆变器的脉宽调制技术，然后针对交流电机的高性能控制进行了深入的分析（磁场定向控制、直接转矩控制、非线性控制等），并对五相异步电机的传动系统、交流电机的无传感器控制技术进行了探讨，*后针对逆变器输出侧带有LC滤波器的交流传动系统中存在的几个典型问题（滤波器设计、共模电压抑制、矢量控制技术中变量观测与电机控制的改进等）的分析非常有价值。本书实用性强，并配以大量的MATLAB/Simulink仿真模型，对读者验证算法、掌握交流电气传动系统控制技术与控制技巧大有裨益。本书非常适合电机、电力电子、自动控制专业高年级本科生、研究生以及工作在一线的科技人员使用。学习本书的前期知识是电机、电力电子和自动控制。

【作者简介】

海瑟姆阿布鲁，是卡塔尔得克萨斯大学的副教授。他的主要研究领域是电机传动和电力电子。他获得了靠前上许多有名的奖学金，如美国富布莱特奖学金（fulbright）（得克萨斯大学）、德国亚历山大冯洪堡奖学金（alexandervonhumboldtfellowship）（伍珀塔尔大学）、德国德意志学术交流奖学金（daad）（波鸿大学）、英国皇家社会奖学金（royalsociety）（南安普敦大学）。他同时还是ieee（美国电气电子工程师学会）的不错会员，他在期刊、会议上发表了130多篇文章。

【目录】

译者序

原书致谢

作者简介

原书序言

第1章  高性能传动介绍

1.1序言

1.2高性能传动系统的概述

1.3工业应用中的电气传动的挑战与要求

1.3.1电能质量与LC谐振抑制

1.3.2逆变器开关频率

1.3.3电动机侧挑战

1.3.4高dv/dt与波反射

1.3.5逆变器输出滤波器的使用

1.4本书的组织结构

参考文献

第2章  交流电机的数学模型与仿真模型

2.1序言

2.2直流电机

2.2.1他励直流电动机的控制

2.2.2串励直流电动机的控制

2.3笼型异步电动机

2.3.1空间矢量的描述

2.3.2克拉克变换（ABC到αβ）

2.3.3派克变换（αβ到dq）

2.3.4异步电动机标幺值模型

2.3.5双馈异步发电机（DFIG）

2.4永磁同步电动机的数学模型

2.4.1dq旋转坐标系中的永磁同步电动机模型

2.4.2仿真用电动机参数的举例

2.4.3永磁同步电动机的标幺值模型

2.4.4 αβ（xy）坐标系永磁同步电动机模型

2.5练习题

参考文献

第3章  电力电子DC-AC逆变器的脉冲宽度调制技术

3.1序言

3.2电压源逆变器脉冲宽度调制技术的分类

3.3PWM控制的逆变器

3.3.1单相半桥逆变器

3.3.2单相全桥逆变器

3.4三相PWM电压源逆变器

3.4.1基于载波的SPWM

3.4.2基于载波的3次谐波注入PWM

3.4.3 3次谐波注入PWM的MATLAB/Simulink模型

3.4.4加入偏置的载波PWM

3.4.5空间矢量PWM

3.4.6不连续空间矢量PWM

3.4.7空间矢量PWM的MATLAB/Simulink模型

3.4.8超调制区域的空间矢量PWM

3.4.9超调制区域SVPWM的MATLAB/Simulink建模

3.4.10谐波分析

3.4.11基于人工神经元网络的PWM

3.4.12基于人工神经元网络SVPWM的MATLAB/Simulink建模

3.5载波PWM与SVPWM的关系

3.5.1调制信号与空间矢量

3.5.2线电压与空间矢量的关系

3.5.3调制信号与空间扇区

3.6多电平逆变器

3.6.1二极管钳位多电平逆变器

3.6.2飞跨电容多电平逆变器

3.6.3H桥级联多电平逆变器

3.7阻抗源或Z源逆变器

3.7.1电路分析

3.7.2 Z源逆变器基于载波的简单升压PWM控制

3.7.3 Z源逆变器基于载波的最大升压PWM控制

3.7.4 Z源逆变器的MATLAB/Simulink模型

3.8准阻抗源或准Z源逆变器

3.8.1准Z源逆变器的MATLAB/Simulink模型

3.9多相逆变器的死区影响

3.10总结

3.11练习题

参考文献

第4章  交流电机的磁场定向控制

4.1引言

4.2异步电动机控制

4.2.1异步电动机的恒V/f控制

4.2.2 异步电动机的矢量控制

4.2.3直接与间接磁场定向控制

4.2.4转子磁通与定子磁通的计算

4.2.5自适应磁通观测器

4.2.6定子磁通定向

4.2.7弱磁控制

4.3双馈异步发电机的矢量控制

4.3.1简介

4.3.2并网DFIG的矢量控制（αβ模型）

4.3.3变量的变换

4.3.4仿真结果

4.4 永磁同步电机的控制

4.4.1简介

4.4.2 dq坐标系中PMSM的矢量控制

4.4.3αβ坐标系中使用PI控制器的PMSM矢量控制

4.4.4 PMSM的标量控制

练习题

额外作业

问题

参考文献

第5章  交流电机的直接转矩控制

5.1序言

5.2DTC的基本概念与工作原理

5.2.1DTC的基本概念

5.2.2DTC的工作原理

5.3具有理想常参数电机模型的异步电动机DTC 

5.3.1异步电动机的理想常参数模型

5.3.2DTC技术方案

5.3.3DTC的速度控制

5.3.4 DTC与速度控制的MATLAB/Simulink仿真

5.4考虑铁耗的异步电动机DTC技术

5.4.1考虑铁耗的异步电动机模型

5.4.2考虑铁耗影响的转矩控制与速度控制MATLAB/Simulink仿真

5.4.3补偿铁耗的改进型DTC方案

5.5考虑铁耗与磁饱和的异步电动机DTC 

5.5.1考虑铁耗与磁饱和的异步电动机模型

5.5.2考虑铁耗与磁饱和影响的转矩控制与速度控制MATLAB/Simulink仿真

5.6具有恒定开关频率的改进型异步电动机的DTC 

5.7正弦永磁同步电机（SPMSM）的DTC

5.7.1简介

5.7.2 SPMSM的数学模型

5.7.3 PMSM的DTC控制方案

5.7.4 SPMSM 的DTC的MATLAB/Simulink仿真

参考文献

第6章  采用非线性反馈的电机非线性控制

6.1引言

6.2采用非线性反馈的动态系统线性化处理

6.3他励直流电动机的非线性控制

6.3.1MATLAB/Simulink非线性控制模型

6.3.2非线性控制系统

6.3.3速度控制器

6.3.4变量m的控制器

6.3.5励磁电流控制器

6.3.6仿真结果

6.4异步电动机的多标量模型（MM）

6.4.1多标量变量

6.4.2电压控制的VSI供电异步电动机的非线性特性的线性化处理

6.4.3系统控制设计

6.4.4电流控制的VSI供电的异步电动机非线性特性的线性化处理

6.4.5定子定向的非线性控制系统（）

6.4.6基于转子磁链-定子磁链的模型

6.4.7定子定向的多标量模型

6.4.8异步电动机的多标量控制

6.4.9异步电动机模型

6.4.10状态变换

6.4.11解耦的异步电动机模型

6.5双馈异步发电机的多标量模型

6.6永磁同步电机的非线性控制

6.6.1 dq电动机模型中永磁同步电机的非线性控制

6.6.2 αβ坐标系PMSM非线性矢量控制

6.6.3 αβ（xy）坐标系PMSM模型

6.6.4坐标变换

6.6.5控制系统

6.6.6仿真结果

6.7练习题

参考文献

第7章  五相异步电动机传动系统

7.1序言

7.2多相传动系统的优点与应用

7.3五相异步电动机传动的建模与仿真

7.3.1五相异步电动机的模型

7.3.2五相两电平电压源逆变器模型

7.3.3五相VSI的PWM技术

7.4五相异步电动机的间接转子磁场定向控制

7.4.1五相异步电动机FOC的MATLAB/Simulink模型

7.5同步旋转坐标系具有电流控制的五相异步电动机FOC

7.6模型预测控制（MPC）

7.6.1用于五相两电平VSI的MPC

7.6.2五相VSI  MPC的MATLAB/Simulink建模

7.6.3使用γ=0的11个矢量

7.6.4使用γ=1的11个矢量

7.7总结

7.8练习题

参考文献

第8章  交流电机无传感器速度控制

8.1序言

8.2异步电动机无传感器控制

8.2.1使用开环模型与转差计算的速度观测

8.2.2闭环观测器

8.2.3MRAS（闭环）速度观测器

8.2.4使用功率测量

8.3PMSM无传感器控制

8.3.1PMSM的控制系统

8.3.2自适应反步观测器

8.3.3PMSM的模型参考自适应系统

8.3.4仿真结果

8.4五相感应电机传动系统的MRAS无传感器控制

8.4.1基于MRAS的速度观测器

8.4.2仿真结果

参考文献

第9章  采用电压源逆变器和逆变器输出滤波器的异步电动机传动系统的几个问题

9.1传动系统与滤波器的概述

9.2三相-两相变换

9.3电压和电流的共模分量

9.3.1带有PWM逆变器与共模电压的异步电动机传动系统MATLAB/Simulink仿真

9.4异步电动机共模电路

9.5轴承电流的类型与减少方法

9.5.1共模扼流圈

9.5.2共模变压器

9.5.3减少共模电压的PWM技术改进

9.6逆变器输出滤波器

9.6.1逆变器输出滤波器的结构选型

9.6.2逆变器输出滤波器的设计

9.6.3电机扼流圈

9.6.4带有PWM逆变器与共模LC滤波器异步电动机传动系统的MATLAB/Simulink模型

9.7带有滤波器的传动系统观测问题

9.7.1介绍

9.7.2带有干扰模型的速度观测器

9.7.3基于电机定子模型的简单观测器

9.8带有滤波器传动系统的电机控制问题

9.8.1简介

9.8.2磁场定向控制

9.8.3非线性磁场定向控制

9.8.4非线性多标量控制

9.9带有输出滤波器传动系统的预测电流控制

9.9.1控制系统

9.9.2预测电流控制器

9.9.3EMF观测技术

9.10练习题

9.11问题

参考文献