开关变换器的建模与控制

开关变换器的建模与控制 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:中国电力出版社
作者:张卫平
出品人:
页数:311
译者:
出版时间:2006-1
价格:32.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787508336480
丛书系列:
图书标签:
  • 专业学习
  • 开关变换器
  • DC-DC变换器
  • 电力电子
  • 建模
  • 控制
  • MATLAB/Simulink
  • 优化
  • 稳定性分析
  • 新能源
  • 电源电路
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具体描述

本书系统论述了开关变换器建模与控制方面的基本原理、基本方法、基本仿真技术以及实用设计方法。主要内容有:连续导电模式(CCM)下开关变换器建模;断续导电模式(DCM)下开关变换器建模;开关调节系统的基础知识;电压控制型开关调节系统;平均电流控制型开关调节系统;峰值电流控制型开关调节系统;开关变换器的仿真技术;谐振变换器建模。

  本书内容新颖、丰富、系统、实用。编著者力图反映自二十世纪90年代以来国内外学术界、技术界以及工程界在这个研究领域里取得的最新进展和主要研究成果。

  本书可作为高等工科院校电类专业高年级本科生、研究生的教材以及教学参考书,也适合于工程技术人员、研究人员在进行开关电源的工程设计和开发时使用及参考。

《电能的艺术:从概念到实际的探索》 内容简介: 本书是一本深入浅出的电能转换技术入门读物,旨在为读者搭建坚实的理论基础,并引导他们理解现代电力电子系统的工作原理。本书不涉及具体的“开关变换器”这一特定技术领域,而是将视角放宽至整个电能转换的宏观概念和基础技术,以期提供一个更广阔的视角来认识电能的流动与控制。 第一章:电能的本质与来源 本章首先从最基本的层面探讨电能是什么,以及我们如何获取电能。我们将回顾电的历史,从早期静电实验到法拉第的电磁感应定律,再到现代发电技术。内容将涵盖: 电荷与电流: 深入理解电荷的性质、电荷守恒定律以及电流的微观和宏观描述。 电场与磁场: 阐述电场和磁场作为电能存在和传播媒介的根本作用,以及它们之间的相互关联,如麦克斯韦方程组的朴素解读。 能量的转换与守恒: 从热能、机械能、化学能等多种形式与电能之间的转换机理入手,强调能量在整个电力系统中的守恒性。 现代电力来源: 简要介绍火力发电、水力发电、核能发电以及日益重要的可再生能源(如太阳能、风能)的发电机理,重点在于它们如何产生电能,而非具体的发电装置结构。 第二章:电能的传输与分配 在本章中,我们将把目光从电能的产生转向如何有效地将电能从产生地输送到使用地。这涉及到电力系统中的关键环节,强调的是效率和可靠性。 电压等级与输电损耗: 解释为什么需要进行电压的升高和降低,以及电压等级对输电损耗的影响。探讨高压输电的必要性及其物理原理。 交流电与直流电: 对比交流电(AC)和直流电(DC)在传输和分配上的优势与劣势。介绍交流电的产生和特性,以及直流电在某些特殊场景下的应用。 变压器原理: 详述变压器的电磁感应原理,解释它是如何实现电压等级的无损(理想情况下)转换的,以及变压器在电力系统中的核心地位。 电力网络的构成: 概述一个典型的电力网络结构,包括发电厂、输电线路、变电站和配电线路,强调电能流动的路径和管理的重要性。 第三章:电能的调节与应用 本章将聚焦于如何对电能进行精细的调节,以满足不同负载的需求,并探讨电能如何在我们生活的方方面面发挥作用。 电能的存储: 介绍不同形式的电能存储技术,例如电池、电容器等,探讨它们的工作原理以及在平滑电能波动、提高系统稳定性方面的作用。 电动机原理: 深入浅出地讲解电动机将电能转换为机械能的基本原理,包括电磁力、转矩的产生等,展示电能作为驱动力的广泛应用。 电能的负载特性: 分析不同类型负载(如电阻性、感性、容性负载)对电能系统的影响,以及理解这些特性的重要性。 电能效率与功率因数: 探讨提高电能利用效率的各种方法,解释功率因数及其对系统性能的影响,并介绍改善功率因数的技术。 电能安全与保护: 简要介绍电力系统中的安全问题,如短路、过载等,以及相应的保护措施,如断路器、熔断器等,强调保障电能安全可靠供应的重要性。 第四章:电能转换的基本方法 本章将为读者介绍一些通用的、基础的电能转换技术,这些技术是理解更复杂电能系统构建的基石,而无需深入到特定的“开关变换器”拓扑。 电磁感应的应用: 除了变压器,还将探讨电磁感应在其他电能转换场景中的应用,如电磁炉、感应加热等,展示其普适性。 电场耦合与能量传递: 介绍电场在能量传递中的作用,如电容耦合的原理,以及在某些特定设备中的应用。 整流与滤波: 讲解如何将交流电转换为直流电(整流),以及如何通过滤波技术平滑直流输出,使其更接近理想状态。 逆变基础: 介绍直流电转换为交流电的基本原理,展示如何通过周期性的开关动作实现这一转换。 第五章:智能电网与未来电能 本章展望电能技术的发展趋势,特别是与信息技术和自动化结合,构建更智能、更高效的未来电力系统。 分布式能源接入: 探讨可再生能源分布式接入对现有电网带来的挑战和机遇。 储能技术的进步: 关注新型储能技术在提升电网灵活性和可靠性方面的潜力。 电能管理与优化: 介绍智能电网中的通信、传感和控制技术,如何实现对电能流动的实时监控和优化调度。 电动汽车与能源互动: 探讨电动汽车作为移动储能单元与电网的互动,以及其对未来能源格局的影响。 目标读者: 本书适合对电能技术、电力系统、能源科学感兴趣的本科生、研究生,以及在相关领域工作的工程师和技术人员。它也适合所有希望深入了解我们赖以生存的电能是如何产生、传输、调节和使用的读者。通过本书的学习,读者将能更清晰地认识电能转换的普遍性原理,为进一步深入学习具体技术打下坚实的基础。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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作为一名有多年行业经验的工程师,我在实际工作中经常需要面对开关变换器在不同应用场景下的性能优化问题。本书的“建模与控制”这一核心主题,恰好是我工作中经常需要解决的关键点。我非常欣赏书中在模型简化和系统辨识方面的论述。在实际应用中,过于复杂的模型往往难以在实时控制中实现,而过于简化的模型又可能忽略关键的动态特性。因此,能够找到一种恰当的模型简化方法,并与有效的控制策略相结合,是至关重要的。我特别想了解书中在针对不同负载特性(如感性负载、容性负载、恒流源负载等)时,如何调整控制策略以获得最佳的动态响应和稳态精度。此外,书中是否对各种拓扑变换器的效率优化策略进行了详细介绍?例如,如何通过软开关技术(ZVS、ZCS)来降低损耗,以及如何在高频工作下保持变换器的效率。

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总而言之,这本书的出现,为我这样一个既希望深入理论研究,又关注实际工程应用的读者,提供了一个非常宝贵的学习资源。它不仅仅是一本教材,更像是一本集理论、方法、实践于一体的参考手册。我非常期待能够通过阅读这本书,系统地掌握开关变换器的建模与控制技术,并在我的学术研究和工程实践中取得更大的突破。尤其是在当下电力电子技术快速迭代的背景下,一本能够与时俱进、深入浅出的专业书籍,显得尤为重要。这本书的出版,无疑填补了我在这一领域知识体系中的一部分空白,也为我未来的学习和研究指明了方向。

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我是一位正在攻读博士学位的学生,我的研究方向正是开关变换器的高效控制。在研究过程中,我经常会遇到各种理论上的难题和工程上的挑战。例如,如何在高频下精确建模,如何设计出既有良好动态性能又能保证绝对稳定性的控制器,如何在多输入输出(MIMO)的复杂系统中实现协同控制等等。我一直希望能找到一本能够系统性地梳理这些问题,并提供有效解决方案的参考书。从本书的目录和部分章节的浏览来看,它似乎涵盖了我所需要的大部分内容。我特别关注书中关于参数摄动下的鲁棒控制,以及如何在各种工况下优化变换器的效率,例如通过变占空比控制、变开关频率控制等。此外,书中对多相交错变换器和多电平变换器的建模与控制分析,也极大地吸引了我,因为这些是未来大功率电力电子系统的关键技术。

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这本书的出版,无疑为电力电子领域的研究者和工程师们带来了福音。对于“开关变换器的建模与控制”这一主题,我一直抱有浓厚的兴趣,尤其是在当前新能源、智能电网、电动汽车等领域飞速发展的背景下,高效、可靠的开关变换器技术更是核心关键。我曾阅读过不少相关的文献和教材,但大多侧重于某一特定类型的变换器,或者在理论深度上难以满足我深入研究的需求。这本书的书名一下就抓住了我的注意力,它预示着将从一个更宏观、更系统的角度来探讨开关变换器的建模和控制方法,这正是我所亟需的。从书的装帧设计来看,就透着一股严谨和专业的气息,纸张的质感也很好,拿在手里沉甸甸的,让人对内容充满期待。我非常好奇书中是如何将复杂的数学模型和控制策略进行清晰的梳理和讲解的,特别是在非线性、时变等复杂工况下的建模,以及如何设计出鲁棒性强、动态响应快的控制系统。这本书的出现,让我看到了解决这些挑战的希望,也为我未来的科研方向提供了新的思路和可能。

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我是一位对电力电子技术充满热情的初学者,一直以来都渴望系统地学习开关变换器的知识。在接触过一些基础教材后,我发现很多书籍在理论深度上不够,或者在公式推导上过于简化,导致我难以真正理解其背后的原理。而这本书的出现,则让我看到了希望。从其厚度和内容的丰富程度来看,它显然是一本内容详实、理论扎实的著作。我尤其期待书中在介绍各种控制方法时,能够提供清晰的数学推导过程,并辅以直观的图示和仿真结果。例如,在讲解电流环和电压环的级联控制时,如何确定合适的带宽和增益?如何处理内环和外环之间的相互影响?我希望能从这本书中找到这些问题的答案,并能够举一反三,学习到通用的控制设计思路。

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从书本的整体风格来看,它似乎遵循了一种从基础到进阶的教学模式。我非常喜欢这种由浅入深的编排方式,它能够帮助读者逐步建立起对开关变换器建模与控制的全面认知。尤其是在章节的衔接处,我注意到书中经常会引用前一章节的结论,并在此基础上进行更深入的探讨。这种连续性的讲解,极大地增强了知识的连贯性,也使得读者更容易理解复杂的概念。我特别关注书中在“高级控制策略”部分,是如何讲解如何实现变换器的多目标优化,例如同时兼顾效率、动态响应、稳态精度以及输入电流的谐波含量等。是否也提及了机器学习在开关变换器控制中的应用?例如,利用神经网络来优化控制参数,或者实现自适应控制。这些前沿技术的发展,对于提升变换器的智能化水平至关重要。

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这本书的章节设置非常合理,逻辑清晰,从基础的建模方法到高级的控制策略,再到具体的应用实例,构成了一个完整的知识体系。尤其让我印象深刻的是,书中对非线性系统的建模和控制进行了详细的阐述。开关变换器本身就是一个典型的非线性系统,在不同的工作点和输入输出条件下,其动态特性会发生显著变化。书中是如何运用非线性动力学理论来分析和描述这些特性的?又如何设计出能够有效应对这些非线性的控制算法?这是我非常关心的问题。我尤其对书中在处理参数变化、外部扰动等不确定性因素时所提出的控制策略感兴趣。能否通过这些策略,实现变换器在宽泛的工作范围内的稳定和高效运行?这本书的出现,让我看到了系统性解决这些复杂问题的希望。

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翻开这本书,我最先被吸引的是其系统性的论述方式。它并没有急于深入到复杂的控制算法,而是从开关变换器最基础的结构和工作原理入手,层层递进。这种循序渐进的讲解方式,对于我这样希望打下坚实理论基础的读者来说,无疑是极大的帮助。特别是书中对不同拓扑结构的开关变换器,如Buck、Boost、Buck-Boost以及更复杂的Cuk、SEPIC等,都进行了详细的建模分析。我惊喜地发现,它不仅给出了通用的建模方法,还针对不同拓扑的特性,提出了具体的模型简化和近似技巧,这在实际应用中是非常宝贵的。此外,书中对连续导通模式(CCM)和断续导通模式(DCM)下的建模差异也进行了深入的探讨,并且给出了相应的分析工具,这对于理解变换器在不同工作区域的动态行为至关重要。我尤其期待书中在“控制”部分的论述,特别是关于传统PID控制在开关变换器中的应用,以及更先进的如滑模控制、预测控制等方法,如何在书中得到系统和深入的介绍,以及它们各自的优缺点和适用场景。

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这本书的出版,恰逢我国大力发展新能源汽车和智能电网的时代背景。在这两大领域,高效、可靠的开关变换器是不可或缺的核心技术。例如,在电动汽车的充电桩、车载充电器、DC-DC升压模块中,以及在智能电网的并网逆变器、能量存储系统等,都广泛应用着各种开关变换器。我希望本书能够提供关于这些特定应用场景下开关变换器的建模和控制的深入分析。例如,对于电动汽车的电池管理系统,如何设计出能够实现快速充放电、同时保证电池寿命的变换器控制策略?对于智能电网的并网逆变器,如何设计出能够抑制电网谐波、提高功率传输质量的控制方法?本书的书名虽然笼统,但其内容似乎能够触及到这些前沿应用领域,这让我对其抱有极大的期望。

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我一直认为,理论与实践的结合是推动技术进步的关键。这本书在这一点上做得非常出色。我注意到书中在介绍完各种建模和控制理论之后,往往会紧跟着提供相应的仿真实例和实际应用的分析。这使得抽象的数学模型和控制算法能够变得直观和易于理解。例如,在讨论功率因子校正(PFC)变换器时,书中不仅详细介绍了其工作原理和建模方法,还深入分析了如何通过控制策略来提高功率因数,降低谐波污染。这种结合理论推导和实际工程需求的写法,极大地增强了本书的实用价值。我迫不及待地想了解书中在瞬态响应、稳态精度、载荷鲁棒性等方面是如何通过控制策略来优化的。书中是否还包含了关于数字化控制的讨论?例如,微控制器在开关变换器控制中的应用,以及数字控制算法的设计与实现。这对我来说是非常重要的一个方面,因为现代电力电子系统越来越依赖于数字控制技术。

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建模,控制,都讲的很详细

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比徐德鸿那本要深不少,国内最好的电力电子建模教材,期待下一版。

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