普通高等教育“十一五”国家级规划教材 交直流调速系统与MATLAB仿真

本书为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。本书主要介绍典型的直流和交流调速系统，以及凋速系统的仿真技术，是一本将交直流调速技术和MATLAB仿真技术有机结合在一起的新颖教材，它满足了应用型本科的教学需要。全书共分7章，主要内容包括直流调速系统及其仿真、直流调速系统的动态设计及其仿真、直流脉宽调速系统及其仿真、交流调压调速系统和串级调速系统及其仿真、交流异步电动机变频调速系统及其仿真、交流异步电动机矢量控制变频调速系统及其仿真、同步电动机调速系统及其仿真。另外，本书还附有实验及课程设计指导书。 本书可作为高等学校电气信息类专业教材，也可作为高职高专相关专业教材，还可作为工程技术人员的参考用书。

前言
绪论
第一章 直流调速系统及其仿真
第一节 直流调速系统的基本概念
第二节 单闭环转速负反馈有静差直流调速系统
第三节 其他反馈形式在调速系统中的应用
第四节 转速负反馈无静差直流调速系统
第五节 转速电流双闭环调速系统
第六节 三环调速系统
第七节 可逆调速系统的可逆电路
第八节 晶闸管单环直流调速系统的MATLAB仿真
第九节 晶闸管多环直流调速系统的MATLAB仿真
第十节 晶闸管直流可逆调速系统的MATLAB仿真
本章小结
习题与思考题

第二章 直流调速系统的动态设计及其仿真
第一节 单闭环直流调速系统的动态分析
第二节 多环直流调速系统的动态分析
第三节 多环调速系统的工程设计方法
第四节 工程设计方法在双闭环直流调速系统中的应用
第五节 多环调速系统的内模控制设计方法
第六节 基于晶闸管直流调速系统动态结构图的MATLAB仿真
本章小结
习题与思考题

第三章 直流脉宽调速系统及其仿真
第一节 直流脉宽调速系统概述
第二节 PWM变换器和PWM-M系统开环机械特性
第三节 PWM-M直流调速系统
第四节 直流脉宽调速系统的MATLAB仿真
本章小结
习题与思考题

第四章 交流调压调速系统和串级调速系统及其仿真
第一节 概述
第二节 交流异步电动机调压调速系统
第三节 绕线式异步电动机串级调速系统
第四节 交流调压调速系统和串级调速系统的MATLAB仿真
本章小结
习题与思考题

第五章 交流异步电动机变频调速系统及其仿真
第一节 变频调速的基本控制方式和机械特性
第二节 变频调速系统中的无源逆变(变频)电路
第三节 晶闸管变频调速系统
第四节 脉宽调制的异步电动机变频调速系统
第五节 交流异步电动机变频调速系统的MATLAB仿真
本章小结
习题与思考题

第六章 交流异步电动机矢量控制变频调速系统及其仿真
第一节 矢量控制的基本概念
第二节 矢量坐标变换及变换矩阵
第三节 异步电动机在不同坐标系上的数学模型
第四节 异步电动机转子磁链观测器
第五节 异步电动机的无速度传感器技术
第六节 矢量控制的变频调速系统
第七节 大功率异步电动机的交一交变频调速技术
第八节 矢量控制变频调速系统的MATLAB仿真
本章小结
习题与思考题

第七章 同步电动机调速系统及其仿真
第一节 同步电动机的分类及其调速原理
第二节 正弦波永磁同步电动机调速系统
第三节 方波永磁同步电动机调速系统
第四节 负载换相同步电动机调速系统
第五节 大功率同步电动机交一交变频调速技术
第六节 同步电动机调速系统的MATLAB仿真
本章小结
习题与思考题
交直流调速系统实验指导书
交直流调速系统课程设计指导书

附录 Simulink／simIJower system工具箱资源及MATLAB仿真基础
第一节 Simulink工具箱简介
第二节 SimPower System工具箱简介
第三节 Simulink／SimPower System的模型窗口
第四节 Simulink Power System模块的基本操作
第五节 Simulink／SimPower System系统模型的操作
第六节 Simulink／SimPower System子系统的建立和Mask功能
第七节 Simulink／SimPower System系统的仿真
参考文献

第一章 直流调速系统及其仿真
内容提要
本章概述了直流调速系统的基本概念，在此基础上从最简单的开环系统入手，系统地介绍了转速负反馈有静差、无静差调速系统、电压负反馈调速系统、转速电流双闭环调速系统、带电流变化率内环和电压内环的三环调速系统以及可逆调速系统的组成、工作原理、稳态分析和稳态参数计算；叙述了限流保护一电流截止负反馈的工作原理；简述了转速微分负反馈对转速超调的抑制。本章还应用MATLAB的Simulink和SimPower System工具箱，采用面向电气原理结构图的仿真技术，对各种典型的单闭环直流调速系统、转速电流双闭环调速系统、带转速微分负反馈的双闭环调速系统、带电流变化率内环和带电压内环的三环调速系统以及可逆调速系统进行了建模与仿真分析。
第一节直流调速系统的基本概念
直流电动机具有良好的运行和控制特性，长期以来，直流调速系统一直占据着垄断地位。近年来交流调速系统发展很快，并有望在不太长的时间内取代直流调速系统。但就目前而言，直流调速仍然是自动调速系统的主要形式，在许多工业部门，如轧钢、矿山采掘、纺织、造纸等需要高性能调速的场合仍得到广泛的应用。而且，直流调速系统在理论和实践上都比较成熟，从控制技术的角度来看，它又是交流调速系统的基础。因此，首先着重讨论直流调速系统是十分必要的。