BF:电机与运动控制系统-(第2版） 杨耕 罗应立著 清华大学出版社 978730234 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杨耕 罗应立著 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302344773

商品编码：29330537179

包装：平装

出版时间：2014-03-01

基本信息

书名:电机与运动控制系统-(第2版）

定价：59.00元

售价：47.8元

作者:杨耕 罗应立著

出版社：清华大学出版社

出版日期：2014-03-01

ISBN：9787302344773

字数：

版次：2

装帧：平装

开本：

编辑推荐

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内容提要

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目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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BF:电机与运动控制系统-(第2版） 杨耕 罗应立著 清华大学出版社 978730234 内容简介 本书是一部深入探讨电机技术与运动控制系统理论及应用的专业著作，面向广大电机工程、自动化、机器人、电气工程等相关领域的科研人员、工程师、研究生以及高年级本科生。全书基于扎实的理论基础，结合当前最新的技术发展和工程实践，系统地阐述了各类电机的工作原理、特性分析、设计制造，以及如何构建高效、精确、可靠的运动控制系统。 第一部分：电机学基础与典型电机 本部分将带领读者从最基础的电机学原理出发，逐步深入到各种典型电机的详细介绍。 直流电机 (DC Motors)： 工作原理：详细讲解直流电机基于电磁感应和洛伦兹力的基本工作原理，包括电枢、电磁场、换向器等关键组成部分的作用。 类型与特性：深入分析永磁直流电机、他励直流电机、并励直流电机、串励直流电机和复励直流电机的结构、励磁方式及其对应的转速-转矩特性、功率特性。着重讨论不同类型直流电机在不同应用场景下的优劣势。 建模与分析：提供直流电机的数学模型，包括等效电路、微分方程等，并介绍如何进行稳态和动态特性分析。 基本控制：介绍直流电机的基本调速方法，如改变电枢电压、改变励磁电流等，并初步介绍其在简单运动控制中的应用。 交流电机 (AC Motors)： 同步电机 (Synchronous Motors)： 工作原理：阐述同步电机定子旋转磁场与转子磁场同步旋转的原理。 结构与类型：介绍凸极同步电机、隐极同步电机、永磁同步电机 (PMSM) 等不同类型及其特点。 特性分析：分析同步电机的功率因数、运行特性，以及其在恒速运行和需要精确调速的应用中的优势。 励磁方式：讨论不同励磁方式（直流励磁、永磁体、自励）的特点。 感应电机 (Induction Motors)： 工作原理：深入讲解感应电机（异步电机）的电磁感应原理，转子电流的产生以及与定子旋转磁场的相互作用。 结构与分类：详细介绍鼠笼式感应电机和绕线式感应电机，分析它们的结构差异和适用范围。 等效电路与参数：建立感应电机的等效电路模型，解释各参数的物理意义，并介绍参数的测量方法。 T-N (转速-转矩) 特性：绘制并分析感应电机的启动特性、运行特性、过载特性，以及负载变化对其转速的影响。 运行模式：讨论感应电机作为电动机、发电机（再生制动）和电磁制动器的运行原理。 特种电机 (Special Motors)： 步进电机 (Stepper Motors)： 工作原理：详细讲解步进电机的基本原理，如何通过脉冲信号精确控制角度。 类型与结构：介绍单极性、双极性步进电机，以及永磁式、反应式、混合式步进电机的结构和驱动方式。 步距角与精度：分析步距角、定位精度、失步等关键参数。 驱动与控制：介绍微步驱动技术，提高步进电机的平稳性和分辨率。 伺服电机 (Servo Motors)： 概念与分类：定义伺服电机，并按其结构和工作原理分为直流伺服电机、交流伺服电机（包括同步和异步伺服）。 交流伺服电机详解：重点介绍永磁同步伺服电机 (PMSM) 和感应伺服电机，分析其高动态响应、高精度、高效率的特点。 编码器与反馈：讨论编码器（增量式、绝对式）在伺服系统中的作用，以及其他反馈传感器（如解算器）的应用。 第二部分：运动控制系统基础与设计 本部分将聚焦于如何利用上述电机构建高效、精确的运动控制系统，涵盖理论、算法和实际应用。 运动控制系统基本构成： 系统框图：绘制典型的闭环运动控制系统框图，明确各个功能模块：控制器（MCU/DSP/FPGA）、驱动器（功率放大器）、执行器（电机）、传感器（编码器、测速计等）、被控对象。 核心技术：介绍PID控制、模糊控制、自适应控制、模型预测控制等常用控制策略。 仿真工具：提及用于系统建模、仿真和验证的常用软件，如MATLAB/Simulink。 基于PID的运动控制： PID控制器原理：深入讲解比例(P)、积分(I)、微分(D)环节的作用，以及它们对系统响应的影响。 PID参数整定：介绍 Ziegler-Nichols 法、临界比例度法、手工整定法等常用的PID参数整定方法。 PID在电机控制中的应用：演示如何将PID应用于直流电机、交流伺服电机的速度控制和位置控制。 现代电机控制技术： 矢量控制 (Vector Control / Field-Oriented Control, FOC)： 基本原理：详细阐述矢量控制的思想，将定子电流分解为磁场分量和转矩分量，实现对交流电机（尤其是感应电机和永磁同步电机）的独立控制，使其特性接近直流电机。 坐标变换：讲解Clarke变换、Park变换等在矢量控制中的应用，以及反变换。 控制算法：介绍基于电压模型和电流模型的矢量控制策略，以及如何实现转子磁链定向或定子磁链定向。 PMSM 矢量控制：重点介绍永磁同步电机的矢量控制，包括无传感器矢量控制的实现思路。 直接转矩控制 (Direct Torque Control, DTC)： 基本原理：阐述DTC不依赖坐标变换，直接通过控制电压空间矢量来控制电机的磁链和转矩，实现快速动态响应。 DTC实现：介绍基于滞环比较器的DTC结构，以及转矩和磁链的估计方法。 DTC的优缺点：分析DTC的快速性和转矩脉动等特点。 伺服系统设计与应用： 位置控制系统： 级联控制：讲解电流环、速度环、位置环的级联控制结构，如何逐级提高控制精度和动态性能。 前馈控制：介绍前馈补偿在提高跟踪精度方面的作用。 轨迹规划：讨论运动轨迹的生成，包括点到点运动、直线插补、圆弧插补等。 机器人手臂与自动化设备： 多轴联动：介绍如何协调多台伺服电机实现复杂运动轨迹。 工业应用实例：分析伺服系统在数控机床、工业机器人、自动化生产线、印刷设备、包装机械等领域的实际应用。 驱动与功率变换： 电力电子器件：介绍IGBT、MOSFET等功率开关器件在电机驱动器中的应用。 逆变器拓扑：讲解两电平、三电平逆变器等常用拓扑结构。 PWM (脉宽调制)：深入解释SPWM (正弦脉宽调制)、BPM (空间矢量脉宽调制) 等控制策略，如何生成驱动信号。 第三部分：先进主题与发展趋势 本部分将探讨一些更高级的主题，并展望电机与运动控制系统的未来发展方向。 电机参数辨识与在线估计： 离线辨识：介绍通过实验方法获取电机参数的方法。 在线辨识：讨论在电机运行过程中实时更新参数的技术，以适应工作条件变化。 无传感器控制技术： 目的与挑战：解释为何需要无传感器控制（降低成本、提高可靠性），以及其面临的挑战。 实现方法：介绍基于反电动势、磁链观测、滑模观测器等无传感器控制技术。 神经网络与机器学习在电机控制中的应用： 预测与优化：讨论如何利用AI技术进行电机故障预测、性能优化、自适应控制。 深度学习：介绍深度学习在复杂运动控制任务中的潜力。 电机与系统集成： 一体化设计：分析电机、驱动器、控制器的集成化设计趋势。 高压/大功率电机控制：探讨在新能源汽车、风力发电等领域的高压大功率电机控制的挑战与解决方案。 可持续发展与能源效率： 高效电机设计：强调在设计过程中如何提高电机的能效。 节能控制策略：介绍如何通过优化控制算法来降低系统能耗。 全书特色 本书力求理论与实践相结合，在讲解核心理论的同时，辅以大量的图示、公式推导和实际工程案例分析，帮助读者建立直观的理解。同时，本书注重内容的系统性和前沿性，覆盖了从基础到高级的各个层面，能够满足不同层次读者的学习需求。杨耕教授和罗应立教授凭借其深厚的学术功底和丰富的实践经验，为本书提供了权威的指导和严谨的内容。通过本书的学习，读者将能够深刻理解电机的工作奥秘，掌握先进的运动控制理论和技术，并能够独立设计和实现各种复杂的运动控制系统，为推动相关领域的技术进步做出贡献。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名我印象特别深，虽然我还没来得及深入阅读，但光是翻阅目录和序言，就足以感受到作者们在电机控制领域深厚的功底和严谨的治学态度。尤其对“运动控制系统”这几个字，我有着特别的情感。大学时，我的毕业设计就和这个方向有关，虽然当时的技术条件和理论知识都比较有限，但那段经历让我深刻体会到了精确控制电机运动的重要性，无论是工业生产中的自动化设备，还是精密仪器的定位系统，都离不开它。我尤其好奇书中关于“鲁棒性控制”和“自适应控制”的部分，这两个概念在解决实际工程中的不确定性和动态变化问题时至关重要，我非常期待书中能有清晰的理论讲解和具体的案例分析，能够帮助我理解如何在复杂的实际环境下设计出稳定可靠的运动控制系统。而且，书中是否会提及一些最新的发展趋势，比如AI在电机控制中的应用，或者一些新型电机（如永磁同步电机）的控制策略，这些都是我非常感兴趣的点。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对电力电子和控制理论都有一定了解的读者，我一直对电机与运动控制这个交叉学科领域充满好奇。《BF:电机与运动控制系统-(第2版）》这本书，从其作者和出版社来看，就足以说明其学术价值和专业性。我特别感兴趣的是书中关于高级控制策略的探讨，比如模糊控制、神经网络控制、以及一些现代控制理论在电机控制中的应用。我希望书中能够清晰地阐述这些方法的理论基础，并能提供一些具体的数学模型和控制框图，让我能够理解它们是如何实现更精确、更优化的电机运动控制的。此外，我也希望书中能对一些新兴的电机技术和控制方法有所涉猎，比如分布式控制、无线控制，或者一些在新能源汽车和智能制造领域的应用案例，这些都将极大地拓宽我的视野。

评分☆☆☆☆☆

我是一个刚刚入门电机控制领域的研究生，被推荐了这本书作为入门教材。翻开书页，首先映入眼帘的是清晰的排版和规范的术语。虽然有些章节的理论深度我还需要时间去消化，但我已经被书中清晰的逻辑和循序渐进的讲解方式所吸引。我特别喜欢其中对各种控制算法的推导过程，作者用数学语言将复杂的原理一一分解，并且配以插图和图表，使得抽象的概念变得直观易懂。例如，在讲到PID控制器时，书中不仅详细阐述了P、I、D三个参数的含义和作用，还深入分析了整定方法，并给出了在不同工况下的应用示例。这对于我这种初学者来说，无疑是一份宝贵的财富。我还注意到书中提到了一些仿真软件的应用，这让我感到非常振奋，因为理论结合实践是检验和掌握知识最有效的方式。我非常期待书中能够有更多的仿真实验设计，让我能够亲手验证所学的理论知识，从而更好地理解电机控制的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书我关注很久了，一直想找一本全面且深入的电机与运动控制的参考书。当我拿到《BF:电机与运动控制系统-(第2版）》时，感觉像是找到了宝藏。我尤其看重书中对电机本体特性和控制策略之间的关联性分析。很多时候，我们只关注控制算法本身，却忽略了电机自身的物理限制和参数变化对控制性能的影响。我希望书中能有关于不同类型电机（如直流电机、交流异步电机、永磁同步电机等）在运动控制系统中的具体应用分析，包括它们的优缺点、适用场景以及相应的控制策略。我特别期待书中能对电机参数辨识和在线补偿技术进行深入探讨，这对于提高系统的精度和鲁棒性至关重要。此外，书中是否有对一些复杂运动控制问题（如多电机协同控制、伺服系统的动态性能优化等）的详细讲解，也是我非常期待的内容。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在自动化设备行业工作的工程师，经常需要设计和调试各种电机驱动和运动控制系统。一本好的参考书对于我们的工作至关重要。《BF:电机与运动控制系统-(第2版）》这本书，从封面到内容，都给我一种专业、严谨的感觉。我特别关注书中在实际应用层面的讲解，比如如何根据具体需求选择合适的电机和控制器，如何进行系统集成和参数调试，以及如何处理实际工程中常见的故障和问题。我非常希望书中能提供一些实际工程案例的分析，例如在数控机床、工业机器人、自动化生产线等场景下，如何设计和优化运动控制系统。书中是否会提及一些行业标准和规范，以及如何进行系统性能的评估和验证，这些都是我非常看重的信息。