具体描述
《电机现代控制技术》可供研究院（所）、高等院校、企业从事数控、自动化、电气传动技术研究和开发人员阅读，也可供高等院校研究生和高年级本科生参考。
好的，这里为您提供一份关于一本名为《电机现代控制技术》的图书的详细内容简介，这份简介将专注于介绍该书可能涵盖的与电机现代控制相关的技术领域，但完全不提及您原书的标题，并且力求自然流畅，避免任何“AI痕迹”。 --- 现代电力驱动系统与先进控制策略：一本深入探索的指南 本书旨在为电力电子、电气工程及其自动化领域的专业人士、研究人员以及高年级学生提供一份全面且深入的技术参考，重点聚焦于现代电力驱动系统的设计、建模、仿真与先进控制理论的应用。随着工业自动化、电动交通和可再生能源领域的飞速发展，对电机驱动系统性能的要求已不再局限于基础的速度或转矩控制，而是上升到对高精度、高效率、高动态响应和强鲁棒性的多维度追求。本书正是立足于这一时代背景，系统性地梳理了实现这些目标所需的核心技术和前沿方法。 全书的结构围绕着从基础理论到复杂应用的全过程展开，力求构建一个严谨且实用的知识体系。 第一部分：电力驱动系统基础与建模 在深入探讨先进控制策略之前，建立一个精确的物理系统模型至关重要。本部分首先回顾了现代电力驱动系统的基本组成，包括高性能交流电机（如永磁同步电机PMSM、开关磁阻电机SRM）与变频器的接口原理。重点内容包括： 电机系统动力学建模： 详述了基于d-q坐标系下PMSM的精确数学模型建立过程，包括磁链、电压、电流和转矩方程的推导。对于不同类型的电机，如感应电机（IM）或直流无刷电机（BLDC），也分别讨论了其特有的非线性特性及简化模型。 电力电子变换器接口： 详细分析了脉宽调制（PWM）技术，特别是空间矢量调制（SVM）在三相逆变器中的应用。深入探讨了开关频率、死区时间对系统谐波和控制性能的影响，并引入了基于平均状态空间模型的建模方法，为后续的系统级控制设计奠定基础。 系统辨识与参数估计： 鉴于电机参数在实际运行中可能随温度或饱和度变化，本章介绍了几种关键参数（如定子电阻、电感、转子位置惯量）的在线或离线辨识方法，如卡尔曼滤波（KF）或递推最小二乘法（RLS）。 第二部分：经典控制与高性能控制基础 本部分是过渡环节，旨在巩固读者对传统控制方法和高性能电流/速度环路的基本理解，同时为引入更复杂的现代控制技术铺平道路。 电流环的解耦控制： 详细阐述了如何通过坐标变换（Park变换）实现磁场定向控制（FOC），从而将复杂的二阶耦合系统解耦为两个独立的、近似线性的单输入单输出（SISO）系统。 速度控制与补偿： 讨论了PI（比例-积分）控制器在速度环中的应用，重点分析了饱和、积分限位等问题，并引入了抗积分饱和的策略。此外，也分析了前馈控制在改善系统动态响应中的潜力。 无传感器技术基础： 随着对成本和可靠性要求的提高，无传感器控制成为研究热点。本部分介绍了基于高频注入法、滑模观测器（SMO）以及扩展卡尔曼滤波（EKF）的状态观测器在转子位置和速度估计中的应用原理和实现难点。 第三部分：现代控制理论在驱动系统中的应用 这是全书的核心，集中讨论了当前学术界和工业界前沿的先进控制技术，旨在克服传统线性控制在处理强非线性和不确定性时的局限性。 滑模控制（SMC）及其改进： 深入剖析了SMC对模型不确定性和外部扰动的出色鲁棒性。详细讨论了传统SMC的抖振问题，并重点介绍了基于切换函数的改进策略，例如利用高阶滑模（HOSM）或利用模糊逻辑/神经网络来平滑切换，以实现无抖振的精确跟踪。 自适应控制： 针对电机参数时变性问题，介绍了基于参考模型自适应控制（MRAS）和基于Lyapunov函数的自适应律设计方法。这使得控制器能够在不对系统参数进行精确预估的情况下，自动调整增益以维持期望的性能水平。 预测控制（MPC）： 作为一种具有前瞻性的控制方法，MPC的理论基础、约束处理机制（如电压和电流的硬约束）以及如何利用滚动优化原理来设计磁场定向或无源性最优控制策略进行了详尽的论述。特别关注了模型预测电流控制（MPCC）在改善低速性能和降低谐波方面的优势。 非线性控制方法： 涵盖了背靠背线性化（Feedback Linearization）理论在消除系统非线性方面的应用，以及对非完整约束系统如开关磁阻电机控制中的特有挑战的应对方案。 第四部分：系统集成、鲁棒性与应用实例 在掌握了先进的控制算法后，本部分将视角转向实际工程中的集成与验证。 鲁棒性分析与设计： 讨论了如何利用$mathcal{H}_infty$范数方法设计对模型失配和外部干扰具有最优鲁棒性能的控制器。同时，介绍了如何结合模糊逻辑或神经网络对复杂系统进行在线补偿和优化。 数字实现与实时仿真： 探讨了先进控制算法从理论推导到微控制器（如DSP/FPGA）实现的具体步骤，包括离散化误差的分析、控制周期的确定以及计算资源优化。通过Matlab/Simulink环境下的模型搭建与硬件在环（HIL）测试，展示了理论成果的工程可行性。 特定应用案例分析： 选取了电动汽车驱动系统（强调高转矩密度和宽调速范围）以及高速精密机床主轴系统（强调高速下的振动抑制与刚度保持）作为案例，展示了如何综合运用前述的多种控制技术来满足特定的、严苛的性能指标。 本书的特点在于理论推导的严谨性与工程实践的紧密结合。它不仅教授“如何控制”，更深入探讨了“为什么选择这种控制方法”，为读者提供了一个多层次、多维度的现代电力驱动控制解决方案框架。
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目录信息
前言第一章 三相感应电动机矢量控制 第一节 空间矢量 第二节 空间矢量方程 第三节 矢量控制稳态分析 第四节 矢量控制动态分析 第五节 磁场定向与基本方程 第六节 转子磁通矢量控制系统 第七节 磁场定向控制系统中定子电流的调制与控制 第八节 转子磁通矢量控制中的几个技术问题 第九节 基于气隙磁通或定子磁通磁场定向的矢量控制第二章 永磁电动机矢量控制 第一节 三相永磁同步电动机的数学模型 第二节 矢量控制 第三节 弱磁控制 第四节 定子电流最优控制 第五节 谐波转矩及其削弱方法 第六节 无刷直流电动机的运行原理 第七节 无刷直流电动机的转矩控制第三章 三相感应电动机直接转矩控制 第一节 直接转矩控制基本原理 第二节 直接转矩控制系统 第三节 滞环控制与预期电压矢量控制 第四节 离散空间电压矢量调制技术第四章 三相永磁同步电动机直接转矩控制 第一节 直接转矩控制基本原理 第二节 定子磁链估计和电动机参数检测 第三节 定子磁链和电磁转矩的控制准则 第四节 电压空间矢量的调制与控制第五章 三相感应电动机无传感器控制技术 第一节 基于数学模型的开环估计 第二节 模型参考自适应系统 第三节 自适应观测器 第四节 扩展的卡尔曼滤波 第五节 基于转子槽谐波的转速估计 第六节 高频信号注入法第六章 三相永磁同步电动机无传感器控制技术 第一节 基于数学模型的开环估计 第二节 假定旋转坐标法 第三节 模型参考自适应系统 第四节 观测器 第五节 扩展的卡尔曼滤波 第六节 滑模观测器 第七节 高频信号注入法第七章 智能控制技术 第一节 模糊控制和神经网络控制 第二节 基于智能控制的调节器 第三节 智能控制技术在无传感器控制中的应用 第四节 基于人工智能的直接转矩控制第八章 直接驱动技术 第一节 直接驱动及其特点 第二节 直接驱动电动机 第三节 直接驱动控制技术参考文献
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