《自动控制系统》

目 录1

第一章 晶闸管－电动机单闭环直流调速系统1

§1-1直流调速系统概述1

一、直流他激电动机无级调速的方式1

二、调速系统的主要技术指标2

§1-2转速负反馈有静差自动调速系统4

一、转速负反馈自动调速系统的工作原理及静特性4

二、开环系统和闭环系统的比较7

三、有差自动调速系统的基本特征9

§1-3转速负反馈无静差自动调速系统11

一、积分调节器11

二、比例积分调节器13

§1-4自动调速系统的限流保护——电流截止负反馈17

一、问题的提出17

二、电流负反馈截止环节17

三、带电流截止负反馈的调速系统的实际线路18

§1-5电压负反馈和电流正反馈自动调速系统20

一、电压负反馈调速系统20

二、电压负反馈加电流正反馈自动调速系统22

§1-6单闭环调速系统的动态分析27

一、转速负反馈单闭环调速系统的动态结构图和闭环传递函数27

二、单闭环有差调速系统的稳定性分析32

三、动态校正35

小结39

例题40

习题42

一、从单闭环系统的不足谈起45

§2-1基本原理的引述45

第二章较复杂的不可逆直流拖动系统45

二、从单闭环到多闭环46

§2-2直流电动机的多环调速系统47

一、直流电动机的数学模型再讨论47

二、速度、电流双闭环调速系统48

三、三闭环调速系统55

§2-3其他形式的直流调速系统结构特点60

一、进一步提高动态抗扰指标——扰动补偿60

二、扩大调速范围——磁场调节系统62

三、斜坡型起动——给定积分器64

§2-4多环系统的动态设计方法69

一、动态性能指标69

二、动态设计的一般叙述72

三、典型特性72

四、根据典型预期特性来进行设计的原则81

§2-5利用工程设计方法进行直流电机调速系统的动态设计90

一、电流环的设计90

二、内环等效传递函数95

三、速度环的设计97

四、双闭环直流调速系统的动态设计全程序99

小结103

例题103

习题110

第三章 晶闸管－电动机可逆调速系统112

§3-1晶闸管－电动机系统可逆线路的形式112

一、电枢可逆线路112

二、磁场可逆线路113

三、电枢可逆与磁场可逆两种方案的比较114

一、直流电动机和晶闸管整流装置的两种工作状态115

§3-2晶闸管－电动机可逆系统的工作状态115

二、单组晶闸管－电动机系统带位势性负载时的整流与逆变状态116

三、两组晶闸管－电动机系统的工作状态117

§3-3两组晶闸管可逆系统中的环流及其控制118

一、反并联线路中的静态环流和动态环流119

二、环流的二重性及对环流的控制方法121

§3-4有环流可逆调速系统122

一、自然环流可逆系统122

二、给定环流和可控环流的可逆调速系统126

§3-5逻辑无环流可逆调速系统130

一、可逆系统对逻辑装置的基本要求131

二、无环流逻辑装置132

三、限制换向时电流冲击的环节138

四、逻辑控制的无环流可逆系统的优缺点140

§3-6错位无环流可逆调速系统141

一、错位控制原理（静态环流的消除）141

二、具有电压内环的错位无环流可逆调速系统142

四、错位选触无环流系统146

三、电源电压波动的影响146

小结147

例题148

习题151

第四章直流电动机调速系统实例152

§4-1小容量晶闸管直流调速系统实例——横臂钻床直流调速系统152

一、横臂钻床电气传动对电气控制的要求152

二、主回路方案的确定及元件选择152

四、控制系统各环节分析154

三、触发电路154

五、系统静特性和动特性的分析155

§4-2错位无环流可逆调速系统实例159

一、主回路介绍159

二、单元说明161

§4-3张力控制系统实例179

一、张力控制的基本原理179

二、直接法张力控制原理180

三、设计实例182

四、控制回路主要单元的选择183

§5-1晶闸管控制的交流调速系统的发展概况187

第五章交流电动机调速系统187

§5-2交流调压调速系统188

一、异步电动机调压调速系统的基本原理188

二、常用的定子调压主回路188

三、调压调速系统的组成及特性分析197

四、应用举例202

五、滑差电动机调速系统206

一、串级调速的原理210

§5-3绕线型转子电动机的串级调速系统210

二、串级调速系统的组成及其特性211

三、应用举例218

§5-4异步电动机的变频调速系统220

一、概述220

二、异步电动机变频调速的几种控制方法221

三、常用逆变器的工作原理224

四、电压型与电流型变频器236

五、异步电动机变频调速系统238

六、脉宽调制（PWM）型逆变器244

小结248

思考题250

第六章微型计算机控制系统252

§6-1概论252

一、计算机控制的一般概念252

二、微机实时控制系统的组成253

§6-2过程通道和数据采集系统253

一、概述253

三、单片A/D转换器与微处理器的接口254

二、A/D转换技术254

四、数据采集系统257

五、D/A转换技术261

六、过程通道的抗干扰措施264

七、数字滤波方法265

§6-3数字PID控制算法268

一、准连续PID控制算法268

二、对PID算法的改进270

三、PID调节器参数选择273

四、采样周期的选择274

§6-4数字控制器直接设计方法276

一、参数最优化的低阶控制算法276

二、用根轨迹法分析二阶离散系统278

§6-5微型机控制系统设计的一般步骤283

一、确定控制任务283

二、选择微处理器的外围设备283

四、系统总体方案设计284

三、建立数学模型，确定控制算法284

五、微型计算机控制系统设计285

六、微型计算机控制系统应用实例286

小结292

习题292

附录Ⅰ 主回路电流测量单元293

附录Ⅱ直流电压检测单元295

附录Ⅲ转速测量单元296

常用符号表300

参考文献304