异步电机无速度传感器高性能控制技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张永昌，张虎，李正熙 著

图书标签:

• 异步电机
• 无速度传感器
• 高性能控制
• 电机控制
• 矢量控制
• 直接转矩控制
• 滑模控制
• 自适应控制
• 电力电子
• 驱动技术

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111484820

版次：1

商品编码：11625044

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 电力电子新技术系列图书

开本：16开

出版时间：2015-01-01

用纸：铜版纸

页数：256

编辑推荐

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内容简介

　　无速度传感器技术和闭环高性能控制技术在变频调速中得到了广泛研究和应用，是现代交流传动系统的研究热点。《异步电机无速度传感器高性能控制技术》以工业界应用广泛的三相异步电机为对象，深入介绍了无速度传感器和高性能控制技术在异步电机变频调速系统中的理论研究和实际应用。对异步电机的各种高性能闭环控制策略和速度磁链估计方法进行了详细分析和实验验证，包括电机参数自整定、直接矢量控制、间接矢量控制、定子磁场定向控制、直接转矩控制、间接转矩控制、开环速度磁链估计和速度自适应磁链观测器等。《异步电机无速度传感器高性能控制技术》中不仅包括理论分析，还给出了详细的仿真建模和两电平、三电平逆变器平台上的实验结果，方便读者对控制算法进行深入研究和验证。
　　《异步电机无速度传感器高性能控制技术》将理论分析和实践验证相结合，既可以作为电力电子与电力传动专业高年级本科生和研究生的教材，又可供电机控制领域的科研工作者和工业实践开发人员参考。

内页插图

目录

电力电子新技术系列图书序言
前言
第1章 异步电机控制概述
1.1 引言
1.2 电力电子技术的发展
1.2.1 电力电子器件及其发展
1.2.2 电动机控制用功率变换器
1.2.3 PWM技术及发展
1.3 微处理器的发展
1.4 电机控制理论的发展
1.4.1 经典电机控制方法
1.4.2 现代控制理论在电机控制中的应用
1.4.3 电机参数辨识
1.4.4 电机速度和磁链观测
1.5 本书内容
参考文献

第2章 异步电机数学模型
2.1 三相静止坐标系下的电机模型
2.2 参照系理论
2.2.1 引言
2.2.2 静止参照系和任意参照系之间的变换关系
2.2.3 常用参照系与不同参照系之间的变换
2.3 任意参照系下的电机模型
2.3.1 两相静止坐标系下的电机模型
2.3.2 两相同步坐标系下的电机模型
2.3.3 状态方程描述
2.4 小结
参考文献

第3章 异步电机驱动用电力电子变换器及调制技术
3.1 概述
3.2 两电平电压型逆变器及调制技术
3.2.1 两电平拓扑及工作原理
3.2.2 空间矢量调制技术
3.3 三电平电压型逆变器与调制技术
3.3.1 三电平拓扑和PWM技术
3.3.2 三电平载波PWM技术
3.3.3 三电平SVPWM技术
3.3.4 三电平SHEPWM技术
3.4 基于同步优化脉冲调制的闭环控制技术
3.5 小结
参考文献

第4章 异步电机参数自整定
4.1 引言
4.2 电机参数离线辨识
4.2.1 电机旋转下的参数辨识
4.2.2 电机静止下的参数辨识
4.2.3 基于递推最小二乘法的参数辨识
4.3 电机参数在线辨识
4.3.1 异步电机参数在线辨识数学模型
4.3.2 带电压补偿的相电压估算
4.3.3 仿真结果
4.3.4 实验结果
4.4 小结
参考文献

第5章 异步电机矢量控制
5.1 矢量控制基本原理
5.2 电压解耦控制器
5.3 矢量控制调节器
5.3.1 PI调节器
5.3.2 滑模控制调节器
5.3.3 模糊控制调节器
5.3.4 实验结果与对比
5.4 小结
参考文献

第6章 无速度传感器技术
6.1 开环反电动势校正法
6.2 闭环速度自适应磁链观测器
6.2.1 龙贝格观测器
6.2.2 滑模观测器
6.2.3 扩展卡尔曼滤波观测器
6.3 闭环观测器综合比较
6.3.1 三种观测器之间的联系和区别
6.3.2 三种观测器的性能比较
6.4 小结
参考文献

第7章 三电平高性能异步电机无速度传感器控制
7.1 三电平逆变器——异步电机控制综述
7.2 基于观测器的无速度传感器矢量控制
7.2.1 基本原理
7.2.2 实验结果
7.3 DTC技术综述
7.4 优化矢量表三电平DTC及其无速度传感器运行
7.4.1 DTC基本原理
7.4.2 矢量选择和切换
7.4.3 仿真结果
7.4.4 实验结果
7.5 离散空间矢量调制DTC及其无速度传感器运行
7.5.1 基本原理
7.5.2 矢量切换
7.5.3 仿真结果
7.5.4 实验结果
7.6 固定开关频率SVM-DTC及其无速度传感器运行
7.6.1 基本原理
7.6.2 基于FLC和SMC的新型SVM-DTC
7.6.3 仿真结果
7.6.4 实验结果
7.7 间接转矩控制及其无速度传感器运行
7.7.1 基本原理
7.7.2 仿真结果
7.7.3 实验结果
7.8 无速度传感器高性能电机闭环控制策略分析和比较
7.8.1 原理分析和比较
7.8.2 低速性能和动态性能实验结果比较
7.8.3 各种闭环控制总结
7.9 小结
参考文献

第8章 异步电机高性能变频器的研制及应用
8.1 无速度传感器通用变频器研制
8.1.1 控制系统设计
8.1.2 电机起动电流抑制
8.1.3 死区补偿
8.1.4 无速度传感器闭环运行
8.2 高性能高效率洗衣机变频器研制
8.2.1 变频驱动器硬件设计
8.2.2 变频驱动器软件设计
8.2.3 实验和测试结果
8.3 小结
参考文献

前言/序言

好的，根据您的要求，我将为您撰写一份关于《异步电机无速度传感器高性能控制技术》这本书的图书简介。这份简介将详细介绍该书涵盖的领域，侧重于无速度传感器控制技术的核心概念、方法和应用，同时避免提及任何关于人工智能生成或构思的痕迹。 --- 图书简介：异步电机无速度传感器高性能控制技术 导言：现代电力驱动系统的挑战与机遇 在现代工业自动化、电动汽车、精密机械等领域，交流异步电机凭借其高可靠性、低成本和易于维护的优势，始终占据核心地位。然而，要实现高性能的转矩控制和精确的速度跟踪，传统的控制方案往往依赖于速度传感器的反馈。速度传感器的引入，虽然提升了控制的精度，但也带来了成本增加、可靠性下降（尤其在高温、高振动或恶劣工作环境下易损坏）、维护复杂性以及系统体积增大的问题。因此，开发一种无需速度传感器的异步电机高性能控制技术，已成为电力电子与电机驱动领域的研究热点和技术前沿。 《异步电机无速度传感器高性能控制技术》一书，正是基于这一迫切需求而编写的专业著作。本书系统地梳理了异步电机无速度传感器控制（Sensorless Control）的发展脉络，深入剖析了其背后的数学模型、信号处理方法以及先进的控制策略。本书旨在为电机驱动工程师、自动化系统设计人员以及相关专业的研究生提供一本集理论深度、实践指导和前沿技术于一体的权威参考书。 第一部分：基础理论与模型构建 本书首先从异步电机的基本原理出发，详细阐述了其在$d-q$同步旋转坐标系下的数学模型。重点分析了磁链、电压和电流之间的动态关系，这是理解后续所有控制策略的基础。 电机基本模型与参数辨识：书中详细介绍了定子电流、转子磁链、转速、转矩等关键参数的相互关系。特别强调了电机参数（如定子电阻、转子电阻、漏感等）对控制性能的敏感性，并系统介绍了不同工况下的参数辨识方法，包括离线辨识与在线辨识技术。 模型局限性分析：针对无速度传感器控制的固有挑战，书中深入探讨了现有模型在低速和零速区域的局限性，如电阻参数对低速估算的影响，以及如何通过模型改进来提升低速性能。 第二部分：无速度传感器估计算法的核心技术 无速度传感器控制的核心在于如何通过可测量的量（如定子电压和电流）来准确地“观测”出电机的转速。本书将传感器估计算法分为两大主流派系，并进行了深入的剖析和比较。 基于观测器的估计算法（Observer-Based Methods）： 滑模观测器（SMO）：详细介绍了滑模观测器的工作原理、设计步骤及其在估计算速中的应用。重点讨论了如何处理滑模切换函数引入的“抖振”现象，并介绍了滤波和补偿技术以提高估算精度。 Luenberger观测器与卡尔曼滤波（Kalman Filter, KF）：阐述了基于状态空间模型的观测器设计，特别是扩展卡尔曼滤波（EKF）和无迹卡尔曼滤波（UKF）在处理电机系统非线性和参数不确定性方面的优势。书中通过实例对比了不同滤波器的计算复杂度和鲁棒性。 基于磁链/功率的观测器：介绍了利用磁链轨迹或功率平衡原理构建的观测器，它们在特定工作点下的优越性能。 基于信号注入的估计算法（Signal Injection Methods）： 高频信号注入法：本书详细阐述了利用高频小幅值的测试信号注入到电机绕组中，通过测量响应来提取转速信息的方法。特别分析了注入信号的频率选择、幅值设计以及如何有效分离低频转矩信息和高频转速信息，以确保在零速和极低速下的性能。 低频/特定频率注入法：针对特定电机结构（如永磁同步电机，虽然本书侧重异步电机，但会对比相关原理），介绍了利用电机结构中的不完全对称性提取转速信息的技术。 第三部分：高性能控制策略的集成与优化 速度估算结果的质量直接决定了整个驱动系统的控制性能。本书的重点在于如何将高精度的速度估算结果无缝集成到高性能控制结构中。 磁场定向控制（FOC）的无速度传感器实现：系统介绍了在FOC框架下，如何利用估算的速度替代传感器反馈的速度进行坐标变换和磁链解耦控制。重点讨论了速度估计误差对电流环和磁链环性能的影响，并提出了基于模型参考自适应系统（MRAS）等先进方法来提升系统鲁棒性。 直接转矩控制（DTC）的无速度传感器化：阐述了DTC在无速度传感器条件下的挑战，特别是零速和低速转矩脉动问题。书中提供了基于观测器辅助的DTC策略，以保证在大范围速度区间内的稳定运行和动态响应。 低速与零速控制的突破：这是无速度传感器控制的难点。本书专门辟章节探讨了如何利用电阻或电感参数的温度漂移特性、高频信号注入等手段，实现对零速和启动阶段的精确控制，确保驱动系统启动的平稳性和抗负载冲击能力。 第四部分：实际应用与工程实践 本书不仅停留在理论层面，更强调工程实现的可行性和优化。 DSP/FPGA实现技术：提供了在主流数字信号处理器（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA）平台上实现复杂估计算法时的软硬件协同设计要点，包括采样时间的选择、算法的实时性优化以及抗干扰措施。 实验验证与案例分析：书中包含了大量的仿真和实验数据对比，直观展示了不同速度估计算法在不同负载和速度变化情况下的性能表现，特别是对启动、制动和负载突变工况下的动态响应进行了详细分析。 总结与展望 《异步电机无速度传感器高性能控制技术》全面覆盖了从基础理论到尖端应用的完整知识体系。本书内容深入浅出，结构严谨，特别适合于希望掌握新一代电机驱动核心技术的工程师和科研人员。通过系统学习本书内容，读者将能够设计出高精度、高可靠性且低成本的异步电机无速度传感器驱动系统，从而在工业驱动领域占据技术优势。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期关注电机驱动系统可靠性与成本优化的工程师，我看到这本书的书名时，心中涌起一股强烈的期待。无速度传感器技术的核心价值在于降低系统成本、提高环境适应性（尤其是在高粉尘、高湿度或振动环境中）以及简化机械结构。这本书如果能如其名所示，专注于“高性能”的实现，那么它绝不仅仅停留在理论推导的层面。我非常好奇它在实际工程化方面做了哪些深入的探讨。例如，对于非线性磁链模型的处理，书中是否提出了更具计算效率的替代方案，避免了复杂模型带来的实时计算负担？或者，它是否对基于磁链脉动或转矩脉动进行速度估计的新颖方法进行了深入的剖析和比较？真正的高性能往往意味着极快的电流环响应和近乎零的转速估计误差。这本书若能系统地梳理出从原理到实现过程中，如何处理传感器噪声、量化误差以及系统时滞等实际工程约束，那它无疑将成为电机控制领域一本里程碑式的参考手册，指导我们如何将实验室成果转化为可靠的工业产品。

评分☆☆☆☆☆

我对该书的关注点在于其所代表的技术流派——从依赖直接物理测量的传统范式，转向完全依赖于状态观测与软件算法的智能范式。这种转变要求控制系统具备极强的自适应和自学习能力。《异步电机无速度传感器高性能控制技术》的深度，想必体现在对各种观测器收敛性、稳定性和鲁棒性的严格数学证明上。特别是在异步电机参数变化敏感性这一点上，如何设计出一种“万金油式”的观测器，使其在电机不同负载和温度变化下都能保持性能，是衡量其“高性能”的关键指标。我推测，作者一定在如何有效利用电压和电流信号中的微弱信息，来重建被“隐藏”的速度信息方面，提出了独到的见解和验证。这本书的价值在于，它可能提供了一套完整的理论框架，用以指导工程师们设计出真正可以在严苛工业环境下长期稳定运行、且无需维护速度传感器的先进驱动系统。

评分☆☆☆☆☆

初次接触这本《异步电机无速度传感器高性能控制技术》，我立刻被它所承载的技术深度所吸引。这本书的标题本身就充满了挑战性与吸引力：如何在“无速度传感器”的限制下，实现“高性能控制”？这要求作者不仅要精通电机电磁学和电力电子变换器的原理，更要在控制理论，特别是状态估计和鲁棒控制方面有极深的造诣。我猜想，书中必然会详细阐述如何克服低速或零速运行时转子磁链观测不准确的经典难题，这通常是无速度传感器方案的最大瓶颈。也许书中会提供一套精心设计的切换策略，使得在不同工作区间（如启动、中速、高速）能够平滑地切换不同的速度估计方法，以确保整个转速范围内的控制平稳性和动态刚度。此外，考虑到“高性能”的要求，书中对参数辨识的鲁棒性讨论想必也占有重要篇幅，毕竟电机的电阻、电感参数会随温度变化而漂移，一个真正高性能的系统必须能够有效地补偿这些变化。这本书的价值，或许就在于提供了一套能够应对真实世界复杂工况的、可落地的解决方案框架。

评分☆☆☆☆☆

这本关于异步电机无速度传感器高性能控制技术的著作，无疑为该领域的工程师和研究人员提供了一份宝贵的参考资料。尽管我没有深入阅读全书，仅从其书名和主题定位来看，其前瞻性和实用性已经令人印象深刻。在电力电子和电机驱动技术日新月异的今天，如何摆脱对昂贵且易受环境影响的速度传感器的依赖，同时还能保持甚至超越传统有速度反馈系统的控制精度和动态响应，是行业亟待解决的核心难题。这本书似乎正是瞄准了这一痛点，深入探讨了如何利用先进的观测器设计和算法来实现高品质的无速度传感器控制。我预期书中会涵盖从基础的数学模型建立，到各种现代观测器如Luenberger观测器、卡尔曼滤波（Extended Kalman Filter, EKF）或滑模观测器（Sliding Mode Observer, SMO）在异步电机转子速度估计中的具体应用和性能对比。尤其对于那些致力于开发高精度、高可靠性工业驱动系统，例如精密机床、电动汽车牵引系统或风力发电变桨系统的人士来说，这本书的理论深度和工程实践价值将是毋庸置疑的。它的出现，标志着我们向完全依赖智能算法实现电机高性能运行的目标又迈进了一大步。

评分☆☆☆☆☆

这本书的命名策略非常精准，它抓住了当前工业自动化领域对电机控制智能化、集成化的最高追求。异步电机作为应用最广泛的工业动力源，其控制技术的每一次飞跃都具有巨大的经济意义。我所期望从书中看到的，是作者对于如何利用现代信号处理和计算技术来弥补传感器缺失所带来的信息不足的独到见解。例如，书中是否探讨了采用先进的神经网络模型或深度学习方法来逼近复杂的电机非线性动态，从而在不依赖精确物理模型的情况下实现高精度的速度和转子位置估计？这种前沿技术的引入，将极大地拓宽无速度传感器控制的应用边界，使其能够胜任对动态性能要求极高的场合。如果该书能够提供详尽的仿真模型参数和关键算法的伪代码或实现细节，那么它将不仅仅是一本理论著作，更是一本实用的开发工具书，能帮助读者快速上手开发下一代高效、可靠的电机驱动器。

评分☆☆☆☆☆

书挺好的，建议购买!

评分☆☆☆☆☆

受同事所托买了这本书，印刷还挺好的，内容应该还不错吧

评分☆☆☆☆☆

书很好，快递给力，点个赞。包装好

评分☆☆☆☆☆

包装严实，书的质量也很好！

评分☆☆☆☆☆

快递很给力，书本是正品，货真价实，质量很好！

评分☆☆☆☆☆

正版书籍，发货极速，京东的配送还是首屈一指的。

评分☆☆☆☆☆

好。。。。。。。。。。

评分☆☆☆☆☆

东西不错，配送也不错，还好。

评分☆☆☆☆☆

很不错的书，较为详细地讲述了建模、控制器设计，对于了解三相VSR有很大帮助，可以触类旁通，举一反三