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出版者:机械工业出版社

作者:吴安顺

出品人:

页数:362

译者:

出版时间:1998-08

价格:36.00

装帧:平装

isbn号码:9787111060642

丛书系列:

图书标签:

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《电力电子与现代控制理论基础》 本书旨在为读者构建一个扎实的电力电子技术和现代控制理论的知识框架，是理解和掌握各类先进电气传动和电力电子系统不可或缺的入门读物。全书共分为三个主要部分： 第一部分：电力电子变换器核心理论 本部分深入剖析了电力电子变换器的基本构成、工作原理及关键技术。我们将从最基础的二极管和晶闸管等功率器件入手，详细阐述它们在不同电路中的应用，以及驱动和关断机制。随后，重点介绍各类常用的直流-直流（DC-DC）变换器，包括升压（Boost）、降压（Buck）、升降压（Buck-Boost）以及隔离型变换器（如Flyback、Forward、Half-bridge、Full-bridge等）。对于每种变换器，我们将深入探讨其基本电路拓扑、稳态工作模式、工作周期分析、关键参数计算（如占空比、纹波、效率）以及输出电压和电流的控制策略。 此外，本部分还将详细讲解直流-交流（DC-AC）变换器，即逆变器。我们将从单相逆变器开始，介绍其基本原理、PWM（脉冲宽度调制）控制方法（包括SPWM、SVM等）及其在产生可调电压和频率方面的作用。随后，将过渡到三相逆变器，重点分析其在三相系统中的应用，如逆变器的桥臂结构、中性点钳位（NPC）技术、多电平逆变器等，并深入探讨空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术，解释其如何实现高效的电机控制。 同时，我们也会触及交流-直流（AC-DC）变换器，即整流器。从不可控整流器（半波、全波）到可控整流器（晶闸管移相控制），再到PWM整流器，我们将详细分析它们的整流作用、功率因数特性以及谐波抑制技术。 第二部分：现代控制理论及其在电力电子中的应用 本部分着重于介绍现代控制理论的核心概念，并将其与电力电子系统紧密结合，旨在培养读者分析和设计复杂控制系统的能力。我们将从状态空间描述入手，讲解连续时间系统和离散时间系统的状态方程、传递函数以及它们之间的转换。 接着，将深入探讨线性系统理论，包括系统的稳定性分析（如Routh-Hurwitz判据、Nyquist判据、根轨迹法）、系统的时域响应和频域响应分析。我们将详细讲解PID（比例-积分-微分）控制器及其设计方法，以及超越PID的各种先进控制策略。 在现代控制理论方面，本书将重点介绍可控性和可观测性，这是设计状态反馈控制器和状态观测器的基础。我们将详细讲解极点配置（Placement）方法，如何通过状态反馈将系统的极点配置到期望的位置，以达到特定的动态性能要求。同时，还将介绍最小阶观测器和高阶观测器的设计原理，以及如何利用它们来估计系统的状态变量，从而实现状态反馈控制。 此外，本书还将引入最优控制理论，包括线性二次型调节器（LQR）的设计，解释其如何通过最小化一个二次型性能指标来找到最优的反馈增益。对于非线性系统，我们将介绍李雅普诺夫稳定性理论，以及一些基本的非线性控制设计方法，如反馈线性化。 第三部分：控制系统设计实例与分析 本部分将前两部分的理论知识融会贯通，通过具体的实例展示如何将电力电子变换器与现代控制理论相结合，设计和分析各种电气传动和电力电子控制系统。 我们将重点选择几个典型的应用场景进行深入分析，例如： 永磁同步电机（PMSM）矢量控制系统： 详细讲解如何将PMSM的数学模型转化为dq轴模型，然后运用现代控制理论中的状态空间方法和极点配置技术，设计转速环和电流环控制器，实现精确的速度和转矩控制。 开关磁阻电机（SRM）控制系统： 介绍SRM的非线性特性，并探讨如何利用模糊控制、神经网络控制或自适应控制等先进控制方法，来解决其控制难题，实现平稳高效的运行。 DC-DC变换器的电流模式控制与电压反馈控制： 结合前面讨论的DC-DC变换器拓扑，讲解如何设计电流模式控制器以提高动态响应速度和鲁棒性，同时分析电压反馈环的设计，确保输出电压的稳定。 并网逆变器（Grid-Connected Inverter）控制： 详细阐述并网逆变器在光伏发电、风力发电等领域的重要性，并介绍其锁相环（PLL）技术、电流外环和电压内环的控制策略，实现与电网的同步和高质量的能量传输。 在每个实例中，我们将详细展示系统建模、控制器设计、参数整定、仿真分析以及可能存在的实际工程问题（如系统鲁棒性、参数变化的影响、噪声干扰等）的解决思路。读者可以通过这些实例，深刻理解理论知识在实际工程中的应用，并逐步培养独立解决复杂电力电子控制问题的能力。 本书内容涵盖广泛，逻辑清晰，理论严谨，实践性强，适合于电气工程、自动化、电力电子等相关专业的本科生、研究生以及从事相关领域研究和开发的工程师阅读。通过学习本书，读者将能够深入理解现代电气传动和电力电子系统的核心技术，为进一步深入研究更高级的控制策略和系统打下坚实基础。

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这本书的语言风格非常严谨，几乎没有口语化的表达，这让它在学术性和权威性上得到了保证，但也可能让一些习惯了轻松阅读方式的读者感到有些枯燥。我注意到作者在论述每一个观点时，都会引用大量的参考文献，这表明他对内容的研究是深入且有依据的。我发现书中对于一些关键概念的定义非常精确，比如“转速”、“转矩”、“功率”、“效率”之间的关系，以及它们在不同调速方式下的变化规律，都讲得非常透彻。我还在琢磨，书中会不会对一些常见的调速系统故障进行系统性的分类和诊断，以及提供相应的维修和保养建议，这对于提高设备的使用寿命和可靠性至关重要。我还在想，这本书的出版时间是多久以前的？如果是近期的，那么它所包含的技术和方法应该也比较新颖。我还在思考，这本书是否会涉及一些环保法规和安全标准，毕竟在实际工程应用中，这些也是不可忽视的因素。

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我买这本书，主要是被它的“实用”二字吸引。我平时的工作就需要接触一些设备，但又不是专业研发人员，所以总希望找到一本能解释清楚原理，又能指导实际操作的书。拿到手后，我迫不及待地翻阅了目录，看到里面涉及了各种类型调速系统的基本原理、分类、工作方式，还有一些关键参数的讲解。我注意到其中有一章专门讲到了不同应用场景下的选型建议，这对我来说非常实用，因为在实际工作中，经常会遇到需要根据具体需求选择最合适设备的难题。书中的一些图表，比如不同调速方式的效率曲线对比，看起来就很有参考价值。我还在思考，书中会不会给出一些实际的接线图和操作步骤，哪怕是一些基础的，也能帮助我加深理解。我希望这本书能像一位经验丰富的工程师，手把手地教我如何去理解和应用这些调速系统，而不是仅仅停留在理论层面。我还在想，书中会不会提到一些关于节能降耗的策略，毕竟现在环保和经济效益都是非常重要的考量因素。

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这本书的装帧设计相当考究，封面选用的材质触感温润，色彩搭配也十分沉静大气，没有流俗的跳跃色，一看就知道是走学术路线的。我是在一个偶然的机会下，在书店的角落里发现它的，当时被它厚实的分量和略显专业的排版吸引了。翻开扉页，纸张的质感也很好，不是那种容易泛黄的廉价纸，印刷清晰，字迹工整，读起来不费眼。我尤其喜欢它附带的插图，虽然主要是技术图纸和电路图，但线条流畅，标注清晰，即使是对电路不甚了解的人，也能大致看出它是关于某种精密控制装置的。书本的整体设计风格透露出一种严谨和可靠，让我在翻阅的时候，就对书中内容充满了期待，仿佛握着的是一把解锁复杂科技的金钥匙。我还在思考，书中会不会包含一些关于系统集成和故障排除的案例分析，毕竟理论再扎实，实际应用才是检验真理的唯一标准。我还在好奇，作者在编写这本书的时候，是否参考了最新的国际行业标准，这对于一本“实用”的书来说至关重要。

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坦白说，这本书的某些章节，特别是关于一些深奥的数学模型和控制算法的描述，对我来说阅读门槛有点高。作者在解释理论的时候，用了很多专业术语，虽然有附带一些解释，但如果读者没有扎实的数学和物理基础，可能会感觉吃力。我尝试去理解其中关于“模糊控制”和“神经网络”的章节，虽然作者尽力用更易懂的语言来阐述，但那些公式和推导还是让我花费了不少时间。不过，我还是从中获得了一些启发，比如它提到了一些关于系统鲁棒性和抗干扰能力的讨论，这对于理解为什么有些系统在复杂环境下依然能稳定工作很有帮助。我还在思考，作者有没有提供一些配套的软件或者仿真工具，那样的话，我们就可以对照书中的理论，在虚拟环境中进行实际操作和验证，这对于提升学习效率和加深理解非常有益。我还在琢磨，书中会不会包含一些最新的研究进展，比如关于人工智能在调速系统中的应用，那会让我觉得这本书非常前沿。

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我特别喜欢这本书的案例分析部分，尽管我还没有深入研读，但光看标题就觉得很有吸引力。比如“某工业生产线上变频调速的应用实例”、“风力发电中的矢量控制技术详解”等等，这些都是我工作或生活中可能接触到的实际场景。我猜想，书中会对这些案例进行详细的拆解，从问题的提出、解决方案的设计、具体实施过程，到最终效果的评估，都会一一呈现。我特别期待看到书中关于如何分析具体工况、如何根据需求进行参数配置、以及如何处理实际运行中可能出现的各种问题的详细解答。这种“从实践中来，到实践中去”的学习方式，对我这种动手能力比较强但理论基础相对薄弱的读者来说，简直是福音。我还在思考，书中会不会分享一些作者在实际项目中的宝贵经验和教训，那些才是真正无价的。我还在好奇，书中会不会对不同品牌、不同型号的调速设备进行横向对比，这样能帮助我更好地了解市场上的主流产品。

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