普通高等教育电气工程与自动化类“十一五”规划教材：现代电机控制技术
序
前言
第1章 基础知识
1.1 电磁转矩
1.1.1 磁场与磁能
1.1.2 机电能量转换
1.1.3 电磁转矩的生成
1.1.4 电磁转矩的控制
1.2 直、交流电机的电磁转矩
1.2.1 直流电机的电磁转矩
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前言
第1章 基础知识
1.1 电磁转矩
1.1.1 磁场与磁能
1.1.2 机电能量转换
1.1.3 电磁转矩的生成
1.1.4 电磁转矩的控制
1.2 直、交流电机的电磁转矩
1.2.1 直流电机的电磁转矩
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王成元，1943年生于沈阳，1967年毕业于哈尔滨工业大学电机专业。现任沈阳工业大学教授．博士生导师，兼任中国电工技术学会理事，永磁电机专业委员会主任委员，中国机械工业教育协会电机与电器分委员会主任委员。
自1979年以来，长期从事电力电子、电机及控制的研究和开发。先后主持完成有关离精度数控机床伺服驱动电机及其控制等三项国家自然科学基金项目和多项国家、省（部）级科研项目。发表了数十篇学术论文，编著了（（异步电动机矢量变换控制原理及应用））、《矢量控制交流伺服驱动电动机》。《交流伺服系统》和《现代电机控制技术》等著作。
夏加宽，1962年生于江苏泰县，工学博士、教授，博士生导师。现任沈阳工业大学电气工程学院自动化系主任、电气传动研究所所长。曾获“辽宁省普通高校优秀青年骨干教师”、“沈阳市优秀教师”荣誉称号。
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自1979年以来，长期从事电力电子、电机及控制的研究和开发。先后主持完成有关离精度数控机床伺服驱动电机及其控制等三项国家自然科学基金项目和多项国家、省（部）级科研项目。发表了数十篇学术论文，编著了（（异步电动机矢量变换控制原理及应用））、《矢量控制交流伺服驱动电动机》。《交流伺服系统》和《现代电机控制技术》等著作。
夏加宽，1962年生于江苏泰县，工学博士、教授，博士生导师。现任沈阳工业大学电气工程学院自动化系主任、电气传动研究所所长。曾获“辽宁省普通高校优秀青年骨干教师”、“沈阳市优秀教师”荣誉称号。
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《普通高等教育电气工程与自动化类规划教材：现代电机控制技》采用空间矢量理论，在对各种控制技术进行独立分析的同时，利用空间矢量理论统一性特点分析和建立了它们之间的联系，从中阐述了不同控制技术的控制思想、特点及相互关联。本书深入浅出，力求体现内容的系统性、理论性、先进性和实用性。书中还配有仿真实例、思考题和习题等。
《普通高等教育电气工程与自动化类规划教材：现代电机控制技术》可作为高等学校自动化、电气工程及其自动化等专业高年级本科生和电机与电器、电力电子与电力传动等学科研究生的教材，也可供高等院校、研究院（所）和企业从事数控、自动化、电气传动技术的研究和开发人员参考。
《普通高等教育电气工程与自动化类规划教材：现代电机控制技术》可作为高等学校自动化、电气工程及其自动化等专业高年级本科生和电机与电器、电力电子与电力传动等学科研究生的教材，也可供高等院校、研究院（所）和企业从事数控、自动化、电气传动技术的研究和开发人员参考。
序
前言
第1章 基础知识
1.1 电磁转矩
1.1.1 磁场与磁能
1.1.2 机电能量转换
1.1.3 电磁转矩的生成
1.1.4 电磁转矩的控制
1.2 直、交流电机的电磁转矩
1.2.1 直流电机的电磁转矩
1.2.2 三相同步电机的电磁转矩
1.2.3 三相感应电机的电磁转矩
1.3 空间矢量
1.3.1 定、转子的磁动势矢量
1.3.2 定、转子的电流矢量
1.3.3 定子电压矢量
1.3.4 定、转子磁链矢量
1.4 矢量控制
1.4.1 电磁转矩的矢量方程
1.4.2 电磁转矩的矢量控制
思考题与习题
第2章 三相感应电动机矢量控制
2.1 基于转子磁场的转矩控制
2.1.1 转矩控制稳态分析
2.1.2 转矩控制动态分析
2.2 空间矢量方程
2.2.1 ABC轴系矢量方程
2.2.2 坐标变换和矢量变换
2.2.3 任意同步旋转MT轴系矢量方程
2.2.4 转子磁场定向MT轴系矢量方程
2.3 基于转子磁场定向的矢量控制系统
2.3.1 直接磁场定向
2.3.2 间接磁场定向
2.3.3 由电压源逆变器馈电的控制系统
2.3.4 由电流可控电压源逆变器馈电的控制系统
2.4 基于转子磁场的矢量控制中的几个技术问题
2.4.1 电动机参数变化对磁场定向和系统性能的影响
2.4.2 磁路饱和对磁场定向和系统性能的影响
2.5 基于转子磁场定向的矢量控制系统仿真实例
2.6 基于气隙磁场定向的矢量控制
2.6.1 基于气隙磁场的转矩控制
2.6.2 矢量控制方程
2.6.3 矢量控制系统
2.7 基于定子磁场定向的矢量控制
2.7.1 基于定子磁场的转矩控制
2.7.2 矢量控制方程
思考题与习题
第3章 三相永磁同步电动机的矢量控制
3.1 基于转子磁场定向的矢量方程
3.1.1 转子结构及物理模型
3.1.2 面装式三相永磁同步电动机的矢量方程
3.1.3 插入式三相永磁同步电动机的矢量方程
3.2 基于转子磁场定向的矢量控制及控制系统
3.2.1 面装式三相永磁同步电动机的矢量控制及控制系统
3.2.2 插入式三相永磁同步电动机的矢量控制及控制系统
3.3 弱磁控制与定子电流的最优控制
3.3.1 弱磁控制
3.3.2 定子电流的最优控制
3.4 基于定子磁场的定向矢量控制
3.4.1 矢量控制方程
3.4.2 矢量控制系统
3.5 谐波转矩及转速波动
3.5.1 谐波转矩
3.5.2 谐波转矩削弱方法
3.6 矢量控制系统仿真实例
思考题与习题
第4章 三相感应电动机的直接转矩控制一.
4.1 控制原理与控制方式
4.1.1 基本原理
4.1.2 定子电压矢量的作用与定子磁链轨迹变化
4.2 控制系统
4.2.1 滞环比较控制
4.2.2 定子磁链和转矩估计
4.3 空间矢量调制
4.3.1 多位滞环比较控制
4.3.2 预期电压控制
4.4 直接转矩控制与矢量控制的联系和比较
4.4.1 直接转矩控制与转子磁场矢量控制
4.4.2 直接转矩控制与定子磁场矢量控制
4.5 直接转矩控制仿真举例
思考题与习题
第5章 三相永磁同步电动机的直接转矩控制
5.1 控制原理与控制方式
5.1.1 转矩生成与控制
5.1.2 滞环比较控制与控制系统
5.1.3 磁链和转矩估计
5.1.4 电动机参数和转速的影响
5.1.5 预期电压直接转矩控制
5.2 最优控制与弱磁控制
5.2.1 最大转矩／电流比控制
5.2.2 弱磁控制
5.3 直接转矩控制与矢量控制的联系与比较
5.3.1 直接转矩控制与定子磁场矢量控制
5.3.2 直接转矩控制与转子磁场矢量控制
5.4 直接转矩控制仿真举例
思考题与习题
第6章 无速度传感器控制与智能控制
6.1 基于数学模型的开环估计
6.1.1 三相感应电动机转速估计
6.1.2 三相永磁同步电动机转子位置估计
6.2 模型参考自适应系统
6.2.1 参考模型和可调模型
6.2.2 自适应律
6.2.3 转子磁链和转速估计系统
6.3 自适应观测器
6.3.1 状态估计方程
6.3.2 状态观测器
6.3.3 转速自适应律
6.4 扩展卡尔曼滤波
6.4.1 结构与原理
6.4.2 数学模型
6.4.3 状态估计
6.5 智能控制应用举例
6.5.1 基于神经网络的模型参考自适应系统
6.5.2 模糊神经网络直接转矩控制
思考题与习题
参考文献
^ 收 起
前言
第1章 基础知识
1.1 电磁转矩
1.1.1 磁场与磁能
1.1.2 机电能量转换
1.1.3 电磁转矩的生成
1.1.4 电磁转矩的控制
1.2 直、交流电机的电磁转矩
1.2.1 直流电机的电磁转矩
1.2.2 三相同步电机的电磁转矩
1.2.3 三相感应电机的电磁转矩
1.3 空间矢量
1.3.1 定、转子的磁动势矢量
1.3.2 定、转子的电流矢量
1.3.3 定子电压矢量
1.3.4 定、转子磁链矢量
1.4 矢量控制
1.4.1 电磁转矩的矢量方程
1.4.2 电磁转矩的矢量控制
思考题与习题
第2章 三相感应电动机矢量控制
2.1 基于转子磁场的转矩控制
2.1.1 转矩控制稳态分析
2.1.2 转矩控制动态分析
2.2 空间矢量方程
2.2.1 ABC轴系矢量方程
2.2.2 坐标变换和矢量变换
2.2.3 任意同步旋转MT轴系矢量方程
2.2.4 转子磁场定向MT轴系矢量方程
2.3 基于转子磁场定向的矢量控制系统
2.3.1 直接磁场定向
2.3.2 间接磁场定向
2.3.3 由电压源逆变器馈电的控制系统
2.3.4 由电流可控电压源逆变器馈电的控制系统
2.4 基于转子磁场的矢量控制中的几个技术问题
2.4.1 电动机参数变化对磁场定向和系统性能的影响
2.4.2 磁路饱和对磁场定向和系统性能的影响
2.5 基于转子磁场定向的矢量控制系统仿真实例
2.6 基于气隙磁场定向的矢量控制
2.6.1 基于气隙磁场的转矩控制
2.6.2 矢量控制方程
2.6.3 矢量控制系统
2.7 基于定子磁场定向的矢量控制
2.7.1 基于定子磁场的转矩控制
2.7.2 矢量控制方程
思考题与习题
第3章 三相永磁同步电动机的矢量控制
3.1 基于转子磁场定向的矢量方程
3.1.1 转子结构及物理模型
3.1.2 面装式三相永磁同步电动机的矢量方程
3.1.3 插入式三相永磁同步电动机的矢量方程
3.2 基于转子磁场定向的矢量控制及控制系统
3.2.1 面装式三相永磁同步电动机的矢量控制及控制系统
3.2.2 插入式三相永磁同步电动机的矢量控制及控制系统
3.3 弱磁控制与定子电流的最优控制
3.3.1 弱磁控制
3.3.2 定子电流的最优控制
3.4 基于定子磁场的定向矢量控制
3.4.1 矢量控制方程
3.4.2 矢量控制系统
3.5 谐波转矩及转速波动
3.5.1 谐波转矩
3.5.2 谐波转矩削弱方法
3.6 矢量控制系统仿真实例
思考题与习题
第4章 三相感应电动机的直接转矩控制一.
4.1 控制原理与控制方式
4.1.1 基本原理
4.1.2 定子电压矢量的作用与定子磁链轨迹变化
4.2 控制系统
4.2.1 滞环比较控制
4.2.2 定子磁链和转矩估计
4.3 空间矢量调制
4.3.1 多位滞环比较控制
4.3.2 预期电压控制
4.4 直接转矩控制与矢量控制的联系和比较
4.4.1 直接转矩控制与转子磁场矢量控制
4.4.2 直接转矩控制与定子磁场矢量控制
4.5 直接转矩控制仿真举例
思考题与习题
第5章 三相永磁同步电动机的直接转矩控制
5.1 控制原理与控制方式
5.1.1 转矩生成与控制
5.1.2 滞环比较控制与控制系统
5.1.3 磁链和转矩估计
5.1.4 电动机参数和转速的影响
5.1.5 预期电压直接转矩控制
5.2 最优控制与弱磁控制
5.2.1 最大转矩／电流比控制
5.2.2 弱磁控制
5.3 直接转矩控制与矢量控制的联系与比较
5.3.1 直接转矩控制与定子磁场矢量控制
5.3.2 直接转矩控制与转子磁场矢量控制
5.4 直接转矩控制仿真举例
思考题与习题
第6章 无速度传感器控制与智能控制
6.1 基于数学模型的开环估计
6.1.1 三相感应电动机转速估计
6.1.2 三相永磁同步电动机转子位置估计
6.2 模型参考自适应系统
6.2.1 参考模型和可调模型
6.2.2 自适应律
6.2.3 转子磁链和转速估计系统
6.3 自适应观测器
6.3.1 状态估计方程
6.3.2 状态观测器
6.3.3 转速自适应律
6.4 扩展卡尔曼滤波
6.4.1 结构与原理
6.4.2 数学模型
6.4.3 状态估计
6.5 智能控制应用举例
6.5.1 基于神经网络的模型参考自适应系统
6.5.2 模糊神经网络直接转矩控制
思考题与习题
参考文献
^ 收 起
王成元，1943年生于沈阳，1967年毕业于哈尔滨工业大学电机专业。现任沈阳工业大学教授．博士生导师，兼任中国电工技术学会理事，永磁电机专业委员会主任委员，中国机械工业教育协会电机与电器分委员会主任委员。
自1979年以来，长期从事电力电子、电机及控制的研究和开发。先后主持完成有关离精度数控机床伺服驱动电机及其控制等三项国家自然科学基金项目和多项国家、省（部）级科研项目。发表了数十篇学术论文，编著了（（异步电动机矢量变换控制原理及应用））、《矢量控制交流伺服驱动电动机》。《交流伺服系统》和《现代电机控制技术》等著作。
夏加宽，1962年生于江苏泰县，工学博士、教授，博士生导师。现任沈阳工业大学电气工程学院自动化系主任、电气传动研究所所长。曾获“辽宁省普通高校优秀青年骨干教师”、“沈阳市优秀教师”荣誉称号。
长期从事电机与电器、电力电子与电力传动、人工智能与现代运动控制等学科的教学与科研工作。承担并完成国家自然科学基金、国家“863”子课题，辽宁省重大科技攻关项目十余项。获辽宁省科技进步二等奖、机械工业部科技进步二等奖、三等奖；沈阳市科技进步一等奖．二等奖等奖项。出版专著1部，发表论文20余篇。收入El检索3篇；ISTP检索5篇。申请发明专利3项、实用新型专利5项。
孙宜标，1970年生于安徽庐江，工学博士、副教授。硕士生导师。1994年安徽机电学院电气工业自动化专业毕业，1997年沈阳工业大学电力电子与电力传动专业硕士毕业，2008年沈阳工业大学电机与电器专业博士毕业。
1994年起先后参加过一项国家“八五”计划重大科技攻关项目、四项国家自然科学基金资助项目。主持完成两项省（部）级基金项目，获省（部）级科技进步三等奖2项，发表学术论文40余篇，1O多篇收入EI检索。著有《现代永磁电机交流伺服系统》和《电机现代控制技术》等著作。
^ 收 起
自1979年以来，长期从事电力电子、电机及控制的研究和开发。先后主持完成有关离精度数控机床伺服驱动电机及其控制等三项国家自然科学基金项目和多项国家、省（部）级科研项目。发表了数十篇学术论文，编著了（（异步电动机矢量变换控制原理及应用））、《矢量控制交流伺服驱动电动机》。《交流伺服系统》和《现代电机控制技术》等著作。
夏加宽，1962年生于江苏泰县，工学博士、教授，博士生导师。现任沈阳工业大学电气工程学院自动化系主任、电气传动研究所所长。曾获“辽宁省普通高校优秀青年骨干教师”、“沈阳市优秀教师”荣誉称号。
长期从事电机与电器、电力电子与电力传动、人工智能与现代运动控制等学科的教学与科研工作。承担并完成国家自然科学基金、国家“863”子课题，辽宁省重大科技攻关项目十余项。获辽宁省科技进步二等奖、机械工业部科技进步二等奖、三等奖；沈阳市科技进步一等奖．二等奖等奖项。出版专著1部，发表论文20余篇。收入El检索3篇；ISTP检索5篇。申请发明专利3项、实用新型专利5项。
孙宜标，1970年生于安徽庐江，工学博士、副教授。硕士生导师。1994年安徽机电学院电气工业自动化专业毕业，1997年沈阳工业大学电力电子与电力传动专业硕士毕业，2008年沈阳工业大学电机与电器专业博士毕业。
1994年起先后参加过一项国家“八五”计划重大科技攻关项目、四项国家自然科学基金资助项目。主持完成两项省（部）级基金项目，获省（部）级科技进步三等奖2项，发表学术论文40余篇，1O多篇收入EI检索。著有《现代永磁电机交流伺服系统》和《电机现代控制技术》等著作。
^ 收 起
《普通高等教育电气工程与自动化类规划教材：现代电机控制技》采用空间矢量理论，在对各种控制技术进行独立分析的同时，利用空间矢量理论统一性特点分析和建立了它们之间的联系，从中阐述了不同控制技术的控制思想、特点及相互关联。本书深入浅出，力求体现内容的系统性、理论性、先进性和实用性。书中还配有仿真实例、思考题和习题等。
《普通高等教育电气工程与自动化类规划教材：现代电机控制技术》可作为高等学校自动化、电气工程及其自动化等专业高年级本科生和电机与电器、电力电子与电力传动等学科研究生的教材，也可供高等院校、研究院（所）和企业从事数控、自动化、电气传动技术的研究和开发人员参考。
《普通高等教育电气工程与自动化类规划教材：现代电机控制技术》可作为高等学校自动化、电气工程及其自动化等专业高年级本科生和电机与电器、电力电子与电力传动等学科研究生的教材，也可供高等院校、研究院（所）和企业从事数控、自动化、电气传动技术的研究和开发人员参考。
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