目录译者序原书前言第1章同步电机的控制、相关问题与建模11.1简介11.2同步电机控制的相关问题11.2.1基于矢量控制策略的同步电机控制11.2.2同步电机的直接模型/逆模型及建模假设31.2.3同步电机控制特性51.3同步电机的结构描述和物理建模61.3.1同步电机结构特征61.3.2建模假设71.3.3符号说明81.3.4主要变换矩阵81.3.5同步电机的物理模型91.3.6二电平电压逆变器101.3.7机械负载建模111.4自然三相a-b-c参考坐标系内的同步电机动态模型121.4.1非凸极电机励磁不变情形下的数学模型121.4.2a-b-c参考坐标系内正弦稳态工作情形下的电磁转矩151.4.3向非正弦磁场分布电机的扩展161.5α-β和d-q参考坐标系内的矢量变换与动态模型(考虑正弦磁场分布电机且区分非凸极和凸极两种情形)201.5.1因式分解矩阵建模201.5.2康科迪亚变换：α-β参考坐标系211.5.3派克变换：用于凸极同步电机221.5.4对转矩系数的注释251.6将派克变换扩展应用到非正弦磁场分布同步电机的可行性251.7结论311.8附录321.8.1电机参数值321.8.2术语和符号331.8.3致谢351.9参考文献35第2章a-b-c参考坐标系内的同步电机供电及转矩控制402.1简介：a-b-c参考坐标系内的控制问题402.2a-b-c参考坐标系内的数学模型：稳态向瞬态的扩展应用402.2.1正弦波磁场分布电机情形402.2.2阶梯波磁场分布电机情形(无刷直流电机)412.2.3关于非正弦波磁场分布电机电磁转矩的注释432.3a-b-c参考坐标系内的转矩控制器结构442.3.1正弦波磁场分布电机情形442.3.2向无刷直流电机的扩展(阶梯波磁场分布电机情形)452.4a-b-c参考坐标系内的控制器性能和缺点462.4.1比例控制器情形462.4.2积分比例(IP)电流调节器情形502.4.3a-b-c参考坐标系内IP控制器的派克分量解释532.4.4高级控制器：谐振控制器实例592.4.5基于谐振控制器电流调节的派克变换解释622.5通用化：驱动器对非正弦磁场分布电机的应用扩展642.5.1建模方法的通用化642.5.2方程解的及时种求解方法(试探解)652.5.3及时泛化：焦耳损耗化(对零序电流无约束)662.5.4方法应用：正弦波反电动势电机的化672.5.5第二泛化：带约束条件的焦耳损耗化(零序电流必须等于零)682.5.6两个电流的几何解释702.6应用傅里叶展开式获得电流732.6.1应用傅里叶展开式的兴趣所在732.6.2傅里叶系数建模法(复系数)742.6.3傅里叶展开式的结论特性752.6.4及时种重要情形：反电动势仅包含奇次谐波752.6.5第二种重要情形：反电动势仅包含偶次谐波752.6.6一般情形：奇次谐波和偶次谐波同时存在762.6.7基本原则：产生转矩的必要条件是注入不同的谐波762.6.8化的一般方法(用一个实例进行探索性解释)762.6.9化方法的一般表述792.6.10一个重要的实例：正弦波磁场分布电机852.6.11应用：得到恒定转矩862.6.12主要结论872.7结论912.8附录912.8.1数字化参数值912.8.2术语和符号922.9参考文献93第3章d-q参考坐标系内的同步电机驱动策略及转矩控制963.1简介：关于派克d-q参考坐标系内的控制器设计963.2动态数学模型(以励磁恒定的凸极电机为例)973.3确定电流参考值的及时种方法(d-q参考坐标系)983.4d-q参考坐标系内的电流控制器设计1003.4.1基于可逆模型控制的基本原理：以带补偿的比例控制器为例1003.4.2自同步控制1023.4.3高效电流调节的一些特性1033.4.4比例电流控制器的鲁棒性问题1083.5基于可逆模型的新型控制策略：以带补偿的IP控制器为例1093.5.1基本原理1093.5.2电流环IP调节器性能1113.5.3电流环IP调节器的鲁棒性分析1133.5.4d-q参考坐标系内控制器性能的主要结论1163.6凸极同步电机的供电；等转矩曲线的几何方法1163.6.1一般知识：构造转矩平面的一般方法1163.6.2预备知识1：以永磁凸极同步电机为例，励磁磁场在空间呈正弦分布1193.6.3预备知识2：以永磁非凸极同步电机为例，励磁磁场在空间呈非正弦分布——派克坐标变换的一次扩展1213.6.4评注：与p-q理论进行类比1223.6.5非凸极同步电机的3D可视化实现1243.6.6对凸极同步电机的归纳：以正弦波磁场分布永磁同步电机为例1243.6.7可视化：以励磁式凸极同步电机为例1273.6.8磁阻式同步电机情形1273.6.9以变磁阻同步电机为例，励磁磁场在空间呈非正弦分布——派克坐标变换的二次扩展1293.6.10可视化：磁阻式同步电机的转矩平面1333.7结论1343.8附录1343.8.1参数值1343.8.2术语和符号1343.9参考文献135ⅩⅦ第4章同步电机的驱动控制1404.1简介1404.2转速控制器设计的基本原理：以IP控制器为例1424.3a-b-c参考坐标系内的转速控制器设计(以非凸极同步电机为例)1454.3.1一般知识1454.3.2a-b-c参考坐标系内带有IP电流控制器的IP转速控制器1454.3.3带有共振电流控制器的IP转速控制器1474.4d-q参考坐标系内的转速控制器设计(以凸极电机应用为例)1504.4.1一般知识1504.4.2介绍性实例：带有补偿或解耦的转速控制1504.4.3关于转速控制的讨论1534.4.4调节器选择实例——IP控制器的兴趣所在：应用上的限制1564.4.5调节器选择实例：带有抗饱和装置的IP控制器1574.4.6调节器选择实例：带有受限动态特性的IP控制器1594.4.7高级调节器实例：带有积分状态观测器的P控制器1634.5关于位置角调节的一些说明1724.6结论1754.7附录1764.7.1参数值1764.7.2术语和符号1764.8参考文献177第5章同步电机矢量控制的数字化实现1815.1简介1815.2同步电机转矩的经典控制法、模拟控制法和理想控制法1825.2.1电流调节器的计算1825.2.2参考电流的确定1835.2.3所研究电机的参数1845.2.4同步电机理想模拟矢量控制的仿真结论1845.3同步电机矢量控制数字化实现的相关问题1855.3.1控制接口及应用受到限制的原因1855.3.2时间框图1875.3.3同步电机矢量控制数字化实现的限制因素1885.4控制系统的离散化1885.4.1采样周期的选择1885.4.2瞬时采样时刻的选择1895.4.3数字化控制器的实现189ⅩⅧ5.4.4基于离散调节器控制的仿真结果1925.5由同步电机矢量控制数字化实现导致的时间延迟研究1935.5.1考虑控制系统时间延迟时的仿真结果1935.5.2考虑时间延迟的新型调节器参数计算1955.5.3对时间延迟进行校正和系统离散化后的仿真结果1955.6量化问题1975.6.1电流测量的量化效应1975.6.2位置角测量的量化问题1995.6.3由数字微分对转速进行计算2005.6.4电压源型逆变器PWM矢量的量化2015.7派克逆变换的时间延迟2025.8结论2035.9参考文献203第6章永磁同步电机的直接转矩控制2056.1简介2056.2d-q参考坐标系内永磁同步电机的数学模型2056.2.1状态方程2066.3任意切换频率下的常规DTC2066.3.1一般原理2066.3.2DTC的实验应用2096.4固定切换频率下的DTC2106.4.1控制的基本原理2106.4.2参考矢量Ψ#的推导2136.4.3一个固定计算周期的DTC实验结论2146.5直接预测控制2156.5.1简介2156.5.2直接预测控制的基本原理2156.5.3直接预测控制在永磁同步电机的应用2166.5.4实验结果2196.5.5基于可逆模型的直接预测控制2216.6结论2266.7参考文献227第7章同步电机与逆变器的容错预测控制2297.1简介2297.2三相容错电机的拓扑结构2307.2.1对永磁同步电机短路电流的限制230ⅩⅨ7.2.2单相绕组发生故障时的故障限制2307.3容错变换器的拓扑结构2317.4容错控制2327.4.1同步电机容错控制模型的建立2337.4.2同步电机容错控制的仿真结果2337.4.3预测控制2387.4.4实际应用2427.5结论2457.6参考文献245第8章永磁同步电机无机械传感器控制的基本特性2478.1简介2478.1.1状态观测和扰动状态观测器2488.1.2控制系统和状态观测系统动态方程的相互作用2488.1.3控制器和状态观测器的极点配置2518.2基于扩展卡尔曼滤波器的PMSM无传感器控制2538.2.1卡尔曼滤波器(KF)简要回顾2538.2.2卡尔曼滤波器在PMSM控制的应用2558.2.3仿真结果2588.3与MRAS(模型参考自适应系统)方法的对比2608.4实验结果对比2628.5带负载转矩观测的PMSM无传感器控制2638.5.1基于电流状态反馈的无传感器控制2678.6PMSM无机械传感器的起动2718.6.1无机械传感器时系统的平衡点2728.6.2仿真结果分析2748.6.3以全局收敛为目标的改进型控制律2788.7结论2798.8参考文献280第9章永磁同步电机无传感器控制：确定性方法、收敛性及鲁棒性2829.1简介2829.2PMSM无机械传感器控制建模2849.2.1状态方程2859.2.2降阶模型方程2879.3无机械传感器控制的收敛性分析2889.3.1比例控制律2899.3.2变结构控制律295ⅩⅩ9.4反电动势矢量估计3029.5PMSM无传感器控制的参数变化鲁棒性分析3039.5.1定子电感的参数变化3059.5.2转矩系数的参数变化3059.5.3定子电阻的参数变化3089.6定子电阻变化时的PMSM无传感器控制3149.6.1定子电阻的在线估计3159.6.2定子电阻参数变化影响最小的无传感器控制3179.7结论3229.8附录A3229.9附录B3239.10参考文献324