- 机械工业出版社
- 9787111592020
- 1-2
- 209317
- 46255727-3
- 平装
- 16开
- 2018-06
- 287
- 192
- 工学
- 电气工程
- 电气工程与自动化
- 本科
内容简介
本书首先介绍了交流伺服控制系统及编程的基础知识,然后以实现无刷直流电动机控制、永磁同步电动机控制及异步电机控制技术为重点,介绍STM32芯片在交流伺服控制的应用。全书共七章,第1章概要介绍了交流伺服系统。第2章介绍了交流伺服控制系统基础知识,包括STM32的结构及性能、存储空间及时钟、中断系统、定时器及A/D转换器。第3章围绕电动机的控制技术方面编程需要,重点介绍了数据Q格式、电动机驱动的PWM信号、数字PI调节器、数字测速的编程实现方法。第4章针对控制系统的实现,介绍了电压空间矢量PWM(SVPWM)和旋转变换控制技术。第5-7章以STM32的控制在实际应用分别对无刷直流电动机控制器、永磁同步电动机控制及异步电动机控制技术做了详细介绍。
目录
前言第1 章 伺服控制系统概述 1 1. 1 伺服控制系统的基本概念 1 1. 1. 1 伺服控制系统的定义 1 1. 1. 2 伺服控制系统的组成 1 1. 1. 3 伺服控制系统性能的基本要求 1 1. 1. 4 伺服控制系统的种类 2 1. 2 电气伺服控制系统的发展 2 1. 2. 1 电气伺服控制系统的发展过程 2 1. 2. 2 驱动产品概况 3 1. 2. 3 发展趋势 5 1. 3 交流伺服控制系统 6 1. 3. 1 交流伺服控制系统的驱动方式与应用 8 1. 3. 2 交流伺服控制系统的应用前景 10 习题和思考题 11第2 章 交流伺服控制系统基础知识 12 2. 1 控制器芯片 12 2. 1. 1 STM32 系列芯片的结构及性能 12 2. 1. 2 STM32 的存储空间及时钟 13 2. 1. 3 STM32 的中断系统 21 2. 1. 4 STM32 的定时器 25 2. 1. 5 STM32 的A-D 转换器 26 2. 1. 6 STM32 应用举例 30 2. 2 交流伺服控制系统功率变换电路 35 2. 2. 1 逆变电路 35 2. 2. 2 驱动电路 39 2. 2. 3 带有死区的PWM 波形 40 2. 3 交流伺服电动机 41 2. 3. 1 同步型交流伺服电动机 41 2. 3. 2 感应型交流伺服电动机 41 2. 3. 3 两种交流伺服电动机的比较 42 习题和思考题 42第3 章 交流伺服控制系统中的编程技术 45 3. 1 定点CPU 的数据Q 格式 45 3. 1. 1 Q 格式说明 45 3. 1. 2 电动机控制中电流采样值的Q格式处理 46 3. 2 PI 调节器的数字实现方法 47 3. 2. 1 模拟PI 调节器的数字化 47 3. 2. 2 改进的数字PI 算法 48 3. 2. 3 数字PI 调节器的举例 49 3. 3 PWM 驱动信号 52 3. 3. 1 三相互补的PWM 驱动 52 3. 3. 2 无刷直流电动机的PWM 驱动 55 3. 4 数字测速 58 3. 4. 1 旋转编码器 58 3. 4. 2 数字测速方法的精度指标 59 3. 4. 3 M 法测速 60 3. 4. 4 T 法测速 61 3. 4. 5 M / T 法测速 62 3. 4. 6 M / T 法速度测量的实现 64 3. 4. 7 M / T 法例程 65 习题和思考题 69第4 章 电压空间矢量PWM 71 4. 1 电压空间矢量PWM 控制技术 71 4. 1. 1 空间矢量的定义 71 4. 1. 2 电压与磁链空间矢量的关系 72 4. 1. 3 PWM 逆变器基本输出电压矢量 73 4. 1. 4 正六边形空间旋转磁场 74 4. 1. 5 期望电压空间矢量的合成与实现 75 4. 2 SVPWM 三个关键问题的解决 76 4. 3 SVPWM 编程实例 86 习题和思考题 91Ⅴ 第5 章 无刷直流电动机控制技术 92 5. 1 无刷直流电动机的结构和工作原理 92 5. 1. 1 无刷直流电动机的结构 92 5. 1. 2 无刷直流电动机的霍尔传感器位置检测 93 5. 1. 3 无刷直流电动机的工作原理 96 5. 1. 4 三相多槽多极对电机结构 98 5. 1. 5 无刷直流电动机的双闭环调速系统 99 5. 2 无刷直流电动机控制系统 100 5. 2. 1 硬件电路 100 5. 2. 2 控制系统程序设计 105 5. 2. 3 电动机起动分析 105 5. 2. 4 STM32 的TIM1 与TIM2 中断 106 5. 2. 5 具体程序 106 5. 2. 6 程序分析 110 5. 3 无刷直流电动机无霍尔传感器控制方法与实现 113 5. 3. 1 采用无位置传感器控制的必要性 113 5. 3. 2 无刷直流电动机无位置传感器控制方法 114 5. 3. 3 无刷直流电动机无位置传感器控制原理框图 114 5. 3. 4 无霍尔传感器控制软件编程设计 114 5. 4 无刷直流电动机相序测定方法 118 5. 5 无刷直流电动机的制动 119 习题和思考题 121第6 章 永磁同步电动机控制技术 122 6. 1 永磁同步电动机控制原理 122 6. 1. 1 永磁同步电动机的数学模型 123 6. 1. 2 永磁同步电动机矢量控制原理 126 6. 2 永磁同步电动机控制的硬件设计 127 6. 2. 1 永磁同步电动机驱动器的总体硬件电路 127 6. 2. 2 与无刷直流电动机硬件的差别 128 6. 3 永磁同步电动机控制的软件设计 129 6. 3. 1 软件设计总体结构 129 6. 3. 2 合成电压矢量幅值及其与d 轴夹角的计算 133 6. 3. 3 电动机转子实时角度的计算 137 6. 3. 4 定时器中断程序分析 138 习题和思考题 142第7 章 异步电动机矢量控制技术 143 7. 1 异步电动机动态数学模型 143 7. 1. 1 异步电动机动态数学模型的性质 143 7. 1. 2 异步电动机三相原始数学模型 144 7. 2 坐标变换控制的基本思想 148 7. 3 坐标变换 149 7. 4 异步电动机在两相坐标系上的动态数学模型 152 7. 5 异步电动机在两相坐标系上的状态方程 155 7. 6 异步电动机按转子磁链定向的矢量控制系统 158 7. 6. 1 按转子磁链定向同步旋转坐标系中的状态方程 159 7. 6. 2 按转子磁链定向矢量控制的基本思想 160 7. 6. 3 按转子磁链定向矢量控制系统的实现 161 7. 6. 4 磁链开环转差型矢量控制系统———间接定向 161 7. 7 CPU 在异步电动机矢量控制系统中的实现 162 7. 7. 1 控制系统总体设计 162 7. 7. 2 编程分析 163 7. 8 两个常见问题 173 习题和思考题 180附录 缩略语对照表 181参考文献 184