无刷直流电机控制系统 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:夏长亮

出品人:

页数:241

译者:

出版时间:2009-2

价格:46.00元

装帧:

isbn号码:9787030237255

丛书系列:

图书标签:

• 无刷直流电机
• 电机控制
• PMSM
• FOC
• 控制系统
• 电力电子
• 驱动技术
• 电机驱动
• 嵌入式系统
• 控制算法

《微型飞行器动力学与控制》 本书深入探讨了微型飞行器的动力学特性以及其精确控制方法。从微型飞行器基本的空气动力学原理出发，详细阐述了其复杂的三维运动模型，包括俯仰、滚转、偏航等姿态的耦合与解耦。书中对影响微型飞行器稳定性的关键因素，如气流扰动、结构振动、电机响应速度等进行了细致分析，并介绍了多种先进的动力学建模技术，例如基于拉格朗日方程、牛顿-欧拉方程的建模方法，以及考虑非线性效应和参数不确定性的建模策略。 在控制系统设计方面，本书系统性地介绍了适用于微型飞行器的多种控制算法。首先，从经典PID控制理论入手，详细讲解了如何根据微型飞行器的动力学特性进行PID参数的整定与优化，并分析了其在处理外部干扰和模型误差时的局限性。在此基础上，本书重点介绍了更具前瞻性的控制方法，包括： 状态空间控制： 详述了线性二次调节器（LQR）和状态反馈控制器等设计方法，如何利用系统的状态信息实现最优控制，以及如何处理系统约束。 模糊逻辑控制： 探讨了如何构建模糊规则库，将人类专家经验转化为模糊控制器，以应对模型不确定性带来的挑战。 自适应控制： 详细阐述了如何设计能够实时调整控制参数以适应环境变化和模型参数漂移的自适应控制器，例如Lyapunov自适应控制和基于模型参考的自适应控制。 模型预测控制（MPC）： 重点介绍了MPC在微型飞行器轨迹跟踪与避障任务中的应用，包括如何构建预测模型，优化目标函数，并处理实时约束。 鲁棒控制： 探讨了如何设计在模型参数不确定性较大的情况下仍能保持良好性能的鲁棒控制器，如H∞控制。 本书还将无人机中常用的传感器（如陀螺仪、加速度计、磁力计、GPS）及其数据融合技术（如卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波、无迹卡尔曼滤波）融入控制系统设计中，强调了传感器信息对精确姿态估计和位置定位的重要性，以及如何利用这些信息构建高精度飞行控制系统。 此外，书中还包含了微型飞行器的飞行任务规划、路径跟踪以及抗干扰控制等方面的研究进展。通过大量的理论推导、仿真案例分析和实验验证，本书旨在为读者提供一个全面、深入的微型飞行器控制系统设计框架，使其能够掌握设计高性能、高可靠性微型飞行器控制器的关键技术。本书适合于航空航天、机器人、自动控制领域的工程技术人员、研究生以及相关专业的本科高年级学生阅读。 《现代嵌入式系统设计与应用》 本书聚焦于现代嵌入式系统的设计原理、开发流程以及在各个领域的实际应用。本书从嵌入式系统的基本概念和体系结构出发，详细介绍了处理器选型（如ARM Cortex-M系列、RISC-V等）、存储器配置、外围设备接口（UART, SPI, I2C, ADC, DAC等）的设计和优化。书中深入剖析了嵌入式软件开发的关键技术，包括裸机编程、实时操作系统（RTOS）的选择与应用（如FreeRTOS, Zephyr OS）、设备驱动程序的编写、以及中断服务程序的优化。 在软件开发流程方面，本书系统性地讲解了从需求分析、系统设计、编码实现、调试测试到部署集成的完整嵌入式系统开发生命周期。重点介绍了交叉编译、链接脚本、内存映像、代码优化等关键环节。同时，本书还探讨了如何有效地利用仿真器、逻辑分析仪、示波器等硬件调试工具，以及JTAG/SWD等调试接口，来加速开发进程并解决复杂的系统问题。 本书特别强调了嵌入式系统在低功耗设计、实时性保障以及可靠性方面的挑战和解决方案。在低功耗方面，详细介绍了电源管理策略、时钟门控、休眠模式等技术，以及如何通过硬件和软件协同优化来降低系统功耗。在实时性方面，深入分析了实时操作系统的调度算法、任务间通信机制、以及如何通过精确的时序控制来满足严格的实时性要求。在可靠性方面，本书讨论了错误检测与纠正（EDAC）、故障注入测试、看门狗定时器等技术，以确保嵌入式系统在各种恶劣环境下能够稳定运行。 在应用层面，本书通过丰富的实例，展示了嵌入式系统在物联网（IoT）、工业自动化、汽车电子、医疗设备、消费电子等领域的广泛应用。例如，详细介绍了如何设计一个智能家居的通信网关，如何实现一个工业机器人手臂的运动控制，如何构建一个基于嵌入式系统的健康监测设备，以及如何开发一个高性能的数字信号处理模块。这些案例分析不仅帮助读者理解理论知识的应用，更能激发其创新思维。 本书也涵盖了嵌入式系统设计中的一些高级主题，如嵌入式Linux系统的构建与定制、FPGA与嵌入式处理器协同设计、以及面向嵌入式系统的安全设计原则。通过理论讲解、代码示例、实验指导和案例分析相结合的方式，本书旨在为读者构建一个全面、实用、面向工程实践的嵌入式系统设计知识体系，使其能够独立完成从硬件选型到软件实现的嵌入式系统开发任务。本书适合于计算机、电子工程、自动化等相关专业的学生、嵌入式系统工程师、硬件工程师以及对嵌入式技术感兴趣的开发者阅读。

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坦白说，初读这本书时，我对其中对“滑模控制”或“鲁棒控制”在电机应用中的介绍感到有些困惑，因为这超出了我原本预期的基于FOC的标准三环控制框架。然而，随着阅读的深入，我逐渐认识到，作者的视野极为开阔，他将现代控制理论中最前沿且最实用的工具，巧妙地融入了对传统永磁同步电机控制的优化中。书中对滑模观测器在估计转子位置和速度方面的论述，尤其令人耳目一新，它提供了一种在传感器故障或干扰严重环境下依然能保持稳定运行的备选方案。这不仅仅是理论的堆砌，而是作者在反复权衡精度、计算复杂度和鲁棒性后的审慎选择。这种对“异常处理”和“极限工况”的关注，标志着这本书已经达到了相当高的工程深度。它不再停留在教科书式的理想模型上，而是直面工业现场的复杂性、非线性和不确定性。这本书教会我的一个重要理念是：一个优秀的控制系统，其设计哲学必须是“预防风险”和“应对变化”，而不是仅仅在最佳条件下表现出色。

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这套关于“无刷直流电机控制系统”的教材，从我一个初入这个领域的学习者的角度来看，无疑是一部既深邃又极具实践指导意义的著作。我记得刚翻开这本书的时候，首先被其结构严谨的逻辑框架所吸引。它没有急于展示复杂的控制算法，而是耐心地从最基础的电机物理原理和电磁学概念讲起，循序渐进地搭建起读者对永磁同步电机（PMSM）乃至更广泛的无刷直流电机（BLDC）工作特性的深刻理解。书中对磁场定向控制（FOC）的推导过程，详尽到了每一个数学步骤，这对于我这种希望彻底弄清“为什么”而不是仅仅记住“怎么做”的读者来说，简直是如获至宝。作者似乎深谙理论与实践之间的鸿沟，不仅提供了扎实的数学模型，还配以大量的仿真和实验数据佐证，使得那些原本抽象的矢量旋转和坐标变换变得可视化、可触摸。尤其值得称道的是，书中对不同控制策略的优缺点进行了深入的比较分析，而不是简单地推崇某一种“最优解”，这种客观和批判性的视角，极大地拓宽了我的视野，让我明白了在真实工程项目中进行方案选型时所需要权衡的复杂因素。这本书真正做到了理论指导实践，让我不再惧怕那些密密麻麻的公式，而是看到了它们背后驱动着现代精密设备运转的强大力量。

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阅读体验上，这本书简直是一次漫长而充实的智力探险。它的排版和图示设计，虽然不像某些商业宣传手册那样花哨，却透露着一种严谨的学术美感。图表清晰，公式推导干净利落，很少出现需要读者自行“脑补”的跳跃性步骤。我特别喜欢它在介绍软件实现部分时，那种“理论如何落地”的叙事方式。例如，当讲解如何将连续时间系统离散化时，作者不仅给出了Z变换的推导，还清晰地对比了前向欧拉法和双线性变换法在保持系统稳定性和带宽上的差异，这直接关系到最终控制器的实际性能。对于从事嵌入式系统开发的读者来说，书中关于如何利用DSP或高性能MCU的定时器、PWM模块和ADC模块来高效实现磁场定向控制的章节，简直是黄金内容。它教我们如何精确地控制时间窗口，如何优化中断服务程序，以期在有限的计算资源下榨取出最高的控制频率和最低的控制延迟。这种对软硬件接口层面的细致剖析，使得这本书的价值远超一本纯理论教材，它更像是一本面向实际产品开发的全周期指南。

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这本书的价值，最终体现在它对我思维模式的重塑上。在此之前，我倾向于将电机控制看作是一个孤立的控制工程问题，但阅读完后，我开始理解它是一个跨学科的复杂系统。作者在涉及电机建模时，对材料科学和电磁场理论的引用，以及在讨论驱动器设计时对功率半导体器件特性的考量，都表明了本书的整体观。特别是书中对电机效率优化和热管理策略的探讨，虽然不是篇幅主体，但其点到为止的指导性分析，极大地提升了我的系统集成思维。它让我意识到，控制算法的优化必须与硬件的物理限制紧密结合。总而言之，这本书不是那种读完一遍就能完全消化的快餐读物，它更像是一本工具书和一本深奥的参考手册的结合体。每次重新翻阅，都能从不同的侧面发现作者隐藏的深意，对于任何一个希望在高性能电机驱动领域有所建树的工程师或研究人员来说，它都是一本不可或缺的案头必备之作，值得反复研读和实践检验。

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说实话，我拿到这本《无刷直流电机控制系统》的时候，心里是抱着一丝怀疑的，因为市面上讲解电机控制的书籍汗牛充栋，大多流于表面，或者过度依赖某一种特定型号的微控制器（MCU）的代码示例。然而，这本书的独特之处在于其对“控制思想”的提炼和升华。它似乎避开了对具体品牌芯片的过度依赖，转而专注于底层控制理论的通用性。我尤其欣赏其中关于电流环、速度环、位置环之间解耦设计的章节，作者用一种近乎哲学家的口吻，阐述了PID控制器在不同控制层级中的参数整定精髓。那部分内容，我反复阅读了不下五遍，每一次都有新的领悟——原来PID不是简单的套公式，而是对系统动态响应特性的一种深刻理解和“塑形”。更让我印象深刻的是，书中没有回避实际工程中常见的难题，例如电机参数辨识的误差、高频开关带来的谐波抑制、以及在宽调速范围内的鲁棒性问题。作者提供的针对性解决思路，往往不是生硬的“使用某某滤波器”，而是从源头——如空间矢量调制（SVPWM）的优化——入手，体现了作者深厚的工程沉淀和对系统层级优化的深刻洞察。这本书更像是一位经验丰富的老工程师在手把手地教你如何构建一个“健壮”的控制大脑，而非仅仅提供一个“能跑”的演示程序。

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