电力传动控制系统 下册:提高篇

提高篇共有7章，重点介绍电力传动控制系统的动态建模、系统辨识与优选的控制方法。第7章介绍了电力传动系统的动态模型，从统一电机模型角度重点介绍了交流电机的动态建模方法，通过坐标变换，进行模型简化和解耦，并介绍了变流器的动态建模原理。第8章介绍了异步电动机的矢量控制和直接转矩控制方法，包括控制系统的组成结构及其控制策略。第9章介绍了绕线转子异步电动机双馈控制系统，详细分析了系统结构、双馈控制原理和控制策略。第10章介绍了同步电动机的传动系统的控制，主要针对电励磁与永磁两种同步电动机，讨论了系统结构、控制方法和运行特性等问题。第11章专门分析和讨论了电力传动系统的弱磁控制，包括：各种电机的弱磁控制原理、系统结构和运行特性等问题。第12章介绍了电力传动控制系统的参数辨识与估计，包括：基于系统模型的参数估计方法，基于观测器和卡拉曼滤波器的参数估计方法，进而介绍了无传感器电力传动控制系统。第13章主要讨论了各种优选的控制方法在电力传动系统的应用，包括：自适应控制、非线性控制和智能控制等，详细介绍了系统结构、控制原理和设计方法等。

汤天浩，上海海事大学教授、博士生导师。分别于1982年和1987年在上海工业大学工业自动化专业和电力传动及其自动化专业获学士学位和硕士学位，1998年在上海大学获得电力电子与电力传动专业博士学位。2005年受国家教育部委派到法国中央理工大学进行高级研究。担任电力传动与控制研究所所长、中荷知识与创新中心主任、中法联合伽利略系统与海上安全智能交通研究所副所长、电气工程博士后流动站站长。法国南特大学综合理工学院特邀教授，上海大学兼职教授。主要研究方向：电力传动控制系统，新能源电源变换技术，智能信息处理与智能控制，船舶与航运自动化。

前言
常用符号表
主要参数和物理量符号
第7章 电力传动系统的动态模型
7.1 统一电机理论
7.1.1 统一电机理论的基本思路
7.1.2 第一种原型电机
7.1.3 第二种原型电机
7.2 坐标变换概念与方法
7.2.1 坐标变换的基本概念
7.2.2 坐标变换的原则及约束
7.2.3 坐标变换的一般方法
7.3 直流电动机的动态模型
7.4 交流异步电动机的动态模型
7.4.1 异步电动机的动态建模
7.4.2 异步电动机的模型变换
7.5 交流同步电动机的动态模型
7.5.1 同步电动机的动态建模
7.5.2 同步电动机的模型变换
7.6 电力传动系统的其他模型
7.6.1 电力传动系统的状态方程模型
7.6.2 电力传动系统的离散模型
7.6.3 电力传动系统的逆模型
7.7 多相电动机的建模与坐标变换
7.7.1 多相电动机的结构
7.7.2 多相电动机的数学模型
7.7.3 多相电动机的坐标变换
7.8 电力电子变流器的动态模型
7.8.1 变流器的电路平均模型
7.8.2 三相变流器的开关状态模型
7.8.3 调制器与驱动电路的动态模型
7.9 电力传动系统的仿真
7.9.1 仿真模型与分析方法
7.9.2 交流电动机的仿真
7.9.3 电力电子变流器的仿真
本章小结
思考题与习题
参考文献
第8章 笼型转子异步电动机高性能控制方法
8.1 笼型转子异步电动机的动态等效电路
8.2 按转子磁场定向的矢量控制系统
8.2.1 矢量控制系统的解耦模型
8.2.2 矢量控制系统的基本思想和解决方案
8.2.3 直接转子磁场定向的矢量控制系统
8.2.4 间接转子磁场定向的矢量控制系统
8.2.5 矢量控制系统仿真
8.3 直接转矩控制系统
8.3.1 直接转矩控制系统的基本思想与控制原理
8.3.2 DTC系统的组成
8.3.3 DTC的控制策略
8.3.4 DTC系统仿真试验
本章小结
思考题和习题
参考文献
第9章 绕线转子异步电动机双馈控制系统
9.1 双馈控制的基本原理与运行模式
9.1.1 绕线转子异步电动机双馈控制的基本原理
9.1.2 绕线转子异步电动机双馈控制的基本方法
9.1.3 绕线转子异步电动机双馈运行的功率传输
9.2 绕线转子异步电动机的次同步速调速——串级调速系统
9.2.1 串级调速系统的组成
9.2.2 串级调速系统的数学模型
9.2.3 串级调速系统的闭环控制动态结构图
9.3 绕线转子异步电动机的超同步速调速——双馈调速系统
9.3.1 采用交-交变频器的双馈调速系统的组成及控制策略
9.3.2 双馈调速系统的矢量控制
9.3.3 双馈调速系统的应用举例
本章小结
思考题与习题
参考文献
第10章 交流同步电动机控制系统
10.1 同步电动机的主要类型与调速方法
10.1.1 电励磁同步电动机
10.1.2 永磁同步电动机
10.1.3 同步电动机调速方法
10.1.4 同步电动机在旋转坐标系的动态等效电路及方程
10.2 同步电动机按定子磁链定向的矢量控制系统
10.2.1 控制系统的组成与控制原理
10.2.2 MATLAB/Simulink仿真
10.3 永磁同步电动机按转子磁链定向的矢量控制系统
10.3.1 控制系统的组成
10.3.2 MATLAB/Simulink仿真
10.4 直流无刷同步电动机调速系统
10.4.1 控制系统的组成
10.4.2 MATLAB/Simulink仿真
10.5 同步电动机的DTC系统
10.5.1 基于DTC的同步电动机调速系统组成
10.5.2 系统仿真与试验
本章小结
思考题与习题
参考文献
第11章 电力传动系统的弱磁控制
11.1 电动机弱磁控制的基本概念
11.2 直流电动机的弱磁控制
11.2.1 他励直流电动机弱磁调速
11.2.2 串励直流电动机弱磁调速系统
11.3 交流异步电动机的弱磁控制
11.3.1 异步电动机的弱磁调速基本原理
11.3.2 异步电动机弱磁调速的控制方法
11.3.3 异步电动机的弱磁控制应用实例
11.4 同步电动机的弱磁控制
11.4.1 电励磁同步电动机的弱磁控制
11.4.2 永磁同步电动机的弱磁控制
11.4.3 永磁电动机弱磁调速应用实例
本章小结
参考文献
第12章 电力传动系统的参数辨识与状态估计
12.1 问题的提出
12.2 参数辨识与状态估计的基本原理与方法
12.2.1 系统辨识的基本结构和一般描述
12.2.2 最小二乘估计方法
12.3 系统状态估计的理论与方法
12.3.1 龙伯格状态观测器
12.3.2 卡尔曼滤波器
12.4 电力传动系统的参数辨识与状态估计
12.4.1 电动机参数的辨识
12.4.2 电动机磁链的估计
12.4.3 电动机转速的估计
12.4.4 电动机转矩的估计
12.5 无速度传感器控制系统
12.5.1 基于VC的无速度传感器控制系统
12.5.2 基于DTC的无速度传感器控制系统
12.5.3 无速度传感器控制系统的仿真与实验
本章小结
参考文献
第13章 电力传动系统的优选控制方法
13.1 电力传动系统的自适应控制方法
13.1.1 自适应控制的基本概念与思想
13.1.2 自适应控制的基本原理与方法
13.1.3 模型参考自适应控制
13.1.4 基于模型预测控制方法的电力传动系统
13.2 电力传动系统的非线性控制
13.2.1 电力传动系统的非线性问题与求解思路
13.2.2 电力传动系统的滑模变结构控制
13.2.3 电力传动系统的内模控制方法
13.3 电力传动系统的智能控制方法
13.3.1 人工智能与智能控制的基本概念
13.3.2 电力传动系统的模糊控制方法
13.3.3 电力传动系统的神经网络控制方法
本章小结
参考文献
第14章 电力传动系统的应用——动力驱动
14.1 动力驱动系统概述
14.2 高速动车组动力驱动系统
14.2.1 高速动车组牵引传动系统的基本组成与工作原理
14.2.2 高速动车组动力系统实例——CRH2-300型高速动车组
14.3 城市轨道交通车辆动力驱动系统
14.3.1 城市轨道交通车辆动力驱动系统的基本结构与工作原理
14.3.2 城市轨道交通车辆动力驱动系统实例——北京地铁13号线列车
14.4 电动汽车与新能源动力驱动系统
14.4.1 新能源汽车动力驱动系统的基本结构与原理
14.4.2 混合动力汽车动力驱动系统实例——丰田Pruis混合动力轿车
14.4.3 纯电动汽车动力驱动系统实例——尼桑Leaf纯电动汽车
14.4.4 纯电动汽车驱动控制系统
14.5 船舶电力推进系统
14.5.1 船舶动力驱动系统的基本结构与控制方法
14.5.2 船舶动力驱动系统应用
本章小结
参考文献