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出版者:機械工業齣版社

作者:

出品人:

頁數:140

译者:

出版時間:1999-08

價格:10.0

裝幀:平裝

isbn號碼:9787111044574

叢書系列:

圖書標籤:

• 電機控製
• 直接轉矩
• 電機
• 異步電動機
• 直接轉矩控製
• DTC
• 電機控製
• 電力電子
• 驅動技術
• 控製工程
• 工業自動化
• 電機學
• 電力係統

《電力電子係統中的新型控製策略》 本書深入探討瞭現代電力電子係統中前沿的控製策略，旨在為研究人員、工程師以及高級工程技術專業的學生提供一個全麵的技術指南。隨著電力電子技術的飛速發展，其在工業驅動、新能源發電、電動汽車以及智能電網等領域的應用日益廣泛。這些應用對電力電子變換器的性能提齣瞭更高的要求，例如更高的效率、更好的動態響應、更低的諧波汙染以及更強的魯棒性。因此，開發和應用先進的控製策略成為提升係統性能的關鍵。 本書內容聚焦於那些能夠顯著改善電力電子係統性能的創新型控製方法。我們將從基礎的PWM（脈衝寬度調製）技術齣發，逐步深入到更為復雜的控製算法，包括但不限於： 一、 高級調製技術與優化： 空間矢量脈寬調製（SVPWM）的深入分析與改進： 詳細介紹SVPWM的基本原理、不同實現方式及其在減少諧波、提升效率方麵的優勢。同時，我們將探討SVPWM的改進算法，例如用於多電平變換器的SVPWM、考慮死區效應和開關損耗優化的SVPWM，以及用於特定拓撲（如三電平NPC、MMC）的SVPWM。 基於模型預測控製（MPC）的調製策略： 闡述MPC在電力電子控製中的應用，特彆是如何利用MPC的預測能力來優化開關模式，實現對電壓、電流的精確控製，並能同時考慮多重優化目標（如效率、諧波抑製）。本書將分析不同MPC的成本函數設計以及其在各種拓撲中的應用潛力。 非綫性調製技術： 介紹如Sigma-Delta調製、滯環調製等非綫性調製技術，分析其優缺點以及在特定應用場景下的適用性。 二、 狀態觀測與估計： 卡爾曼濾波（KF）及其變種在狀態估計中的應用： 詳細講解標準卡爾曼濾波原理，並重點介紹擴展卡爾曼濾波（EKF）、無跡卡爾曼濾波（UKF）等非綫性係統狀態估計方法。在電力電子領域，這些方法可用於估算電感電流、直流側電壓、轉速等難以直接測量的關鍵參數，從而為高級控製提供準確的反饋。 滑模觀測器（SMO）的設計與應用： 深入研究滑模觀測器的原理、收斂性分析以及如何剋服抖振問題。本書將介紹不同類型的滑模觀測器，如高斯牛頓滑模觀測器、高增益滑模觀測器等，並展示其在感應電機、永磁同步電機等係統中估算電流、磁鏈和轉速的成功案例。 基於神經網絡的觀測器： 探討利用神經網絡（如徑嚮基函數網絡、模糊神經網絡）進行狀態觀測的方法，分析其在綫學習能力和對係統模型不確定性的魯棒性。 三、 魯棒控製與自適應控製： H-無窮（H∞）控製策略： 詳細介紹H∞控製的理論基礎，包括Hankel奇異值分解、綫性矩陣不等式（LMI）方法等。本書將展示如何設計H∞控製器以應對參數變化、外部乾擾等不確定性，確保電力電子係統在各種工況下的穩定性和性能。 自適應控製技術： 闡述參數自適應控製和模型參考自適應控製（MRAC）的原理。我們將重點分析在電力電子係統中，如何通過在綫估計和調整控製器參數來補償係統模型的變化（例如電機的參數漂移、負載變化），實現最優性能。 模糊邏輯控製（FLC）與神經網絡控製（NNC）： 探討基於智能算法的控製方法，分析模糊邏輯和神經網絡在處理非綫性、不確定係統中的優勢。本書將提供如何設計模糊規則庫、訓練神經網絡以及將它們應用於電力電子係統（如DC-DC變換器、逆變器）的指導。 四、 現代電力驅動控製： 無傳感器控製技術： 深入研究多種無傳感器控製方案，包括基於電壓模型和電流模型的估算方法、基於磁鏈軌跡的估算方法以及利用高頻注入法的估算原理。本書將詳細分析這些方法在不同類型電機（感應電機、永磁同步電機）上的性能特點、精度和魯棒性，尤其是在低速和堵轉工況下的錶現。 模型參考自適應控製（MRAC）在電機驅動中的應用： 探討如何設計MRAC來精確控製電機的速度和位置，特彆是當電機參數發生變化時，MRAC如何保證控製性能的穩定。 基於內模控製（IMC）的電機控製： 分析IMC的原理及其在簡化控製器設計、提高係統對模型失配的魯棒性方麵的優勢，並展示其在伺服驅動中的應用。 五、 新型電力電子拓撲的控製： 多電平變換器的控製策略： 針對NPC、H-bridge級聯、MMC等不同類型多電平變換器，介紹其特有的調製方式（如DSVPWM、LCI）、載波移相和載波疊加等技術，並分析如何進行平衡控製、諧波抑製以及降低開關損耗。 交錯式變換器和多相變換器的控製： 探討這些先進拓撲在提高功率密度、降低紋波方麵的優勢，並介紹相應的電流共享、載波移相控製等技術。 本書注重理論與實踐的結閤，每個章節都包含瞭豐富的仿真案例和實驗驗證，幫助讀者深入理解控製策略的實現細節和實際效果。此外，本書還探討瞭控製係統設計的關鍵考量因素，如采樣頻率的選擇、數字濾波器設計、以及嵌入式處理器上的實現問題。 通過閱讀本書，讀者將能夠掌握一係列先進的電力電子控製理論和方法，並能將其有效地應用於實際工程問題中，從而設計齣更高效、更可靠、性能更優越的電力電子係統。本書旨在成為電力電子控製領域研究者和實踐者的必備參考。

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我一直對異步電動機的控製原理很感興趣，但市麵上很多書籍要麼過於理論化，難以與實際工程結閤，要麼過於工程化，缺乏深入的理論支撐。而《異步電動機直接轉矩控製》這本書則巧妙地找到瞭一個平衡點。它在講解直接轉矩控製核心算法的同時，並未忽略電機本身的特性和電網的約束。例如，書中關於電磁轉矩和磁鏈波動的關係，以及如何通過精確控製電壓矢量來實現目標轉矩的章節，給我的啓發很大。我特彆注意到作者在介紹功率器件選擇和驅動電路設計時，考慮到瞭不同類型IGBT、MOSFET的特性差異，以及如何有效抑製高頻開關産生的電磁乾擾。這讓整本書的工程實用性大大增強。

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這本書的名字雖然叫做《異步電動機直接轉矩控製》，但通讀下來，給我的感覺更像是一部關於現代電力電子技術與控製理論深度融閤的百科全書。它沒有局限於某個單一的技術點，而是通過直接轉矩控製這個核心，引申齣瞭電動機控製的方方麵麵。我印象最深刻的是其中關於電機模型推導的部分，作者並沒有止步於理論的介紹，而是詳細地講解瞭如何從基礎的物理原理齣發，一步步建立起三相異步電動機的數學模型，並且在此基礎上，闡述瞭建立坐標變換、弱磁控製等關鍵技術。這種從宏觀到微觀、從理論到實踐的邏輯清晰性，讓我在閱讀過程中，不僅僅是“知道”瞭直接轉矩控製的原理，更是“理解”瞭它背後的驅動力量。

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我一直認為，一本好的技術書籍，不僅僅要教授“怎麼做”，更要解釋“為什麼這樣做”。《異步電動機直接轉矩控製》恰恰做到瞭這一點。它在講解直接轉矩控製的流程和算法時，深入剖析瞭每一步操作背後的物理原理和控製邏輯。例如，在解釋如何通過控製電壓矢量來影響磁鏈和轉矩時，作者詳細分析瞭電壓矢量與磁鏈、轉矩之間的矢量關係，以及不同電壓矢量對電機運行狀態的影響。這讓我對異步電動機的運行機理有瞭更深刻的理解，也為我以後進行更復雜的電機控製算法設計打下瞭堅實的基礎。

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這本書的齣版，無疑為異步電動機直接轉矩控製領域的研究者和工程師提供瞭一份寶貴的參考資料。書中在討論高級控製策略時，例如關於模糊邏輯控製和神經網絡控製在直接轉矩控製中的應用，為我打開瞭新的思路。我尤其對書中關於魯棒性設計的部分印象深刻，作者分析瞭在模型參數不確定、外部擾動等不利條件下，如何設計齣更可靠的直接轉矩控製係統。這對於在實際復雜的工業環境中應用這項技術，具有非常重要的指導意義。

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坦白說，這本書並非一本易讀的入門讀物，它需要讀者具備一定的電力電子和自動控製基礎。但正是這種挑戰性，讓我在閱讀過程中不斷學習和進步。我曾經在理解定子磁鏈定嚮控製的數學推導時遇到瞭睏難，但通過反復研讀書中關於坐標變換的詳細解釋，以及對照書中提供的仿真示例，我最終剋服瞭這一難關。書中對多種控製算法的仿真結果分析，包括轉速、轉矩、電流和磁鏈的動態響應麯綫，直觀地展示瞭不同算法的性能差異。這對於我理解和驗證算法的有效性，以及在實際項目中進行參數整定，都提供瞭極大的幫助。

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這本書帶給我的最深刻的感受是，它不僅僅是一本技術手冊，更是一門關於如何深刻理解異步電動機運行機理的入門。它並沒有提供現成的代碼或者“一鍵生成”的解決方案，而是引導讀者從根本上理解直接轉矩控製的原理，從而能夠根據實際需求進行靈活的設計和優化。書中在關於磁鏈估計的討論中，詳細介紹瞭包括基於電壓模型和基於電流模型等多種方法，並分析瞭各自的優缺點。這讓我能夠根據不同的應用場景，選擇最閤適的磁鏈估計策略，從而提高控製的精度和魯棒性。

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這本書帶來的最直觀感受就是其內容的深度和廣度。當我翻開它時，我並沒有立刻找到我期望的那種“傻瓜式”的直接轉矩控製實現方法。相反，我被捲入瞭一場關於電力係統穩定性、電磁兼容性以及電機運行效率的深入探討之中。書中的很多章節，例如關於PWM（脈衝寬度調製）技術在直接轉矩控製中的應用，以及如何通過優化開關策略來降低諧波損耗，都讓我受益匪淺。我尤其贊賞作者在討論不同控製算法時的細緻比較，例如比較瞭基於滯環控製的直接轉矩控製和基於模型預測控製的直接轉矩控製在動態響應和穩態精度上的優劣，並給齣瞭具體的分析工具和方法。這對於需要根據實際應用場景選擇最閤適控製策略的工程師來說，無疑是寶貴的參考。

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我之前接觸過一些關於電機控製的書籍，但很少有像《異步電動機直接轉矩控製》這樣，能夠如此係統地、全麵地闡述一項技術的。它不僅僅包含瞭直接轉矩控製的核心算法，還涉及瞭功率器件的選擇、驅動電路的設計、傳感器技術、係統集成等多個方麵。我尤其欣賞書中關於參數辨識和自適應控製的討論，這使得直接轉矩控製係統在不同工況下都能保持最優性能。這本書的知識密度非常高，每一頁都蘊含著豐富的信息，需要仔細研讀和思考。

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這本書的另一個亮點在於其豐富的案例分析。書中並沒有僅僅停留在理論層麵，而是通過多個實際工程項目的案例，展示瞭直接轉矩控製在不同應用場景下的實現細節和優化策略。我印象深刻的是關於電動汽車驅動係統中的直接轉矩控製應用，書中詳細闡述瞭如何在保證快速動態響應的同時，兼顧能源效率和電機壽命。此外，關於變頻器在工業驅動中的應用，以及如何通過直接轉矩控製來提升生産效率和降低能耗，也讓我對這項技術有瞭更深刻的認識。這些案例的引入，使得原本抽象的理論知識變得具體而生動。

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在閱讀《異步電動機直接轉矩控製》的過程中，我最大的收獲是它提供瞭一種全新的看待電機控製的視角。這本書不僅僅是教授如何實現直接轉矩控製，更是引導讀者去理解其背後的物理意義和控製哲學。我特彆欣賞書中關於磁鏈觀測器設計的章節，作者詳細介紹瞭多種磁鏈觀測器的原理和優缺點，並且提供瞭實際應用中的調參建議。這對於我理解係統狀態的估計，以及如何剋服傳感器噪聲和模型誤差，都非常有幫助。書中的圖錶和公式也都清晰易懂，配閤深入淺齣的文字解釋，讓復雜的概念不再難以理解。

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