内容简介

本书着眼于生产实际，在已掌握了数字控制系统的基本理论的前提下，着重介绍电力拖动数字控制系统的设计方法，其中以较多篇幅，比较详细的讨论了数字控制器的设计。也介绍了在电力电子及电力拖动领域中数字化技术的一些新进展。本书从实际应用出发，比较系统的介绍了电力拖动自动控制系统数字化设计思想和方法。在介绍了数字控制系统的结构组成及数字控制系统的基本特点之后，重点讲述了数字控制器的设计。最后详细说明了电力拖动自动控制系统（交、直流调速系统、交流伺服系统）数字化设计方法步骤，以及接口、总线设计等。

前言概述

本书内容与工程实际相结合，涵盖了数字控制系统的设计内容及设计方法。本书可作为从事电力拖动控制系统设计的工程技术人员的参考书，也可作为高等院校电力电子及电力传动专业，自动化专业，以及相关专业的本科生课程设计的指导和参考用书。计算机控制技术迅速发展，正显示出它的极大优越性和光明的应用前景。目前的工业控制、机器人，以及其他各种电子控制装置都采用了数字控制技术。以微处理器为核心的数字控制器代替了传统的模拟控制器（或模拟调节器）是当代的重大科技进步。立足于当代，放眼未来，积极地开展数字控制系统的教学、科学研究及技术开发是完全必要的，也是必须的。因此从应用出发，学习和掌握数字控制系统的设计方法在自动化领域中就显得越来越重要。本书着眼于生产实际，在已掌握了数字控制系统的基本理论的前提下，着重介绍电力拖动数字控制系统的设计方法，其中以较多篇幅，较为详细地讨论了数字控制器的设计。也介绍了在电力电子及电力拖动领域中数字化技术的一些新进展。

作者介绍

潘月斗，男，1964年生，北京科技大学自动化学院副教授，天津大学博士后;主要从事电力传动自动化及计算机数字控制方面的教学和科研工作。

目录

绪论
1 电力拖动数字控制系统的基本组成及其特点
1.1 电力拖动数字控制系统的基本组成
1.1.1 电力拖动数字控制系统的硬件系统
1.1.2 信号检测器
1.1.3 数字控制器的软件系统
1.1.4 系统开发和集成
1.2 电力拖动数字控制系统的基本特点
1.2.1 电力拖动数字控制系统与电力拖动连续(模拟)控制系统的相同和不同
1.2.2 离散和采样
1.2.3 连续变量的量化
1.2.4 增量式编码器脉冲信号的量化
1.2.5 电压、电流等模拟量的量化
1.2.6 量化误差和比例因子
1.2.7 数据处理和数字滤波
2 电力拖动数字控制系统的理论基础
2.1 数字控制系统的描述方法
2.1.1 激励响应法
2.1.2 状态空间描述方法
2.1.3 描述系统的数学工具和模型
2.1.4 数字控制系统与连续控制系统的关系
2.1.5 采样过程和采样定理
2.1.6 序列和差分方程
2.1.7 用脉冲响应表示的离散系统模型
2.1.8 Z变换及其性质
2.1.9 脉冲传递函数
2.1.10 数字控制系统的状态空间描述方法
2.2 数字控制系统分析
2.2.1 s平面和z平面之间的映射
2.2.2 稳定性分析
2.2.3 静态误差分析
2.2.4 动态特性分析
3 数字控制器的设计方法及控制算法实现
3.1 引言
3.2 数字控制器的设计方法
3.2.1 近似设计法
3.2.2 解析设计法
3.3 离散化方法
3.3.1 积分变换法
3.3.2 零极点匹配法
3.3.3 等效变换法
3.3.4 离散时间状态空间系统的极点配置
3.3.5 状态观测器设计
3.3.6 带状态观测器的极点配置
3.3.7 带参考输入的离散系统极点配置
3.4 数字PID控制算法
3.4.1 数字PID控制器的基本表达式
3.4.2 数字PID控制器的参数整定
3.5 控制算法的实现
3.5.1 实现框图与算法
3.5.2 串行实现与并行实现
3.5.3 嵌套程序实现法
3.5.4 采样周期的选择
4 电力拖动自动控制系统全数字化设计
4.1 电力拖动数字控制系统的设计内容和步骤
4.2 电力拖动自动控制系统数字化设计总体方案确定
4.3 微处理器芯片的选择
4.3.1 方法
4.3.2 微处理器字长的选择
4.4 数字控制系统软件设计
4.4.1 软件设计的基本方法
4.4.2 微机控制系统软件设计的具体问题
4.4.3 数字控制系统的软件抗干扰措施
4.4.4 时间监视器
4.4.5 输入／输出软件的可靠性措施
4.5 直流双闭环调速系统全数字化设计
4.5.1 数字直流调速系统的硬件结构设计
4.5.2 数字直流调速系统的软件设计
4.5.3 数字滤波器设计
4.5.4 数字电流调节器设计
4.5.5 数字转速调节器设计
4.5.6 数字PID参数自寻优控制
4.5.7 数字控制系统的故障自诊断与保护功能
4.6 异步电动机矢量控制系统全数字化设计
4.6.1 以DSP为控制核心的数字异步电动机矢量控制系统的硬件组成
4.6.2 软件设计
4.7 永磁同步电动机直接转矩控制系统全数字化设计
4.7.1 硬件系统
4.7.2 软件设计
4.8 交流伺服系统全数字化设计
4.8.1 交流伺服系统方案设计
4.8.2 交流伺服系统硬件设计
4.8.3 交流伺服系统数字控制器算法设计
4.8.4 交流伺服系统程序设计
参考文献