电机原理与设计的MATLAB分析

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出版者:电子工业出版社
作者:卡西
出品人:
页数:418
译者:戴文进
出版时间:2006-7
价格:39.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787121026607
丛书系列:
图书标签:
  • 电机
  • MATLAB
  • matlab7
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具体描述

本书主要讨论同时运用经典方法以及MATLAB分析方法,对电机原理和电机设计进行分析。从正弦稳态电路和交流磁路,及其之间的能量转换开篇,以介绍机电能量转换原理为基础,深入阐述了正弦稳态电路、磁路与能量转换、变压器、直流电机、感应电动机及同步电机的原理与设计。内容全面而又结构紧凑,并且基础概念清晰。书中以电机原理的物理概念、分析思路和设计方法为重点,旨在为读者学习本书打下坚实的基础。此外,将MATLAB软件应用于解题和电机设计的过程中,既体现了分析方法的先进性,也为读者带来极大的方便。本书为国外高校教材的译著,可用做国内各高校相关专业的“电机学”和“电机设计”这两门课程的教材,也可供有关专业技术人员参考。

《电机原理与设计的MATLAB分析》是一本深入探讨电机系统及其设计方法的专业书籍。本书的核心在于利用强大的MATLAB仿真工具,对电机的工作原理进行详尽的剖析,并通过实际的建模与仿真,验证和优化电机的设计。 全书结构严谨,从电机最基础的物理概念入手,逐步深入到复杂系统的分析。首先,书籍会详细阐述各种常见电机类型(如直流电机、交流感应电机、同步电机、永磁同步电机等)的基本构造、电磁场分布、力矩产生机制以及能量转换过程。这部分内容将为读者构建坚实的理论基础,理解电机为何能实现能量的有效转化。 接着,本书将重点介绍如何运用MATLAB/Simulink环境搭建电机仿真模型。从简单的电路模型到考虑电磁损耗、饱和效应、温度变化等因素的复杂模型,本书将提供清晰的建模步骤和方法。读者将学会如何根据电机的实际参数,构建出能够准确反映其动态行为的仿真模型。 在仿真分析部分,本书将覆盖广泛的主题。这包括但不限于: 稳态性能分析: 分析电机在不同负载和电压下的转速、电流、功率因数、效率等关键运行参数。通过仿真,读者可以直观地了解电机在稳态工作点下的性能表现。 动态性能分析: 研究电机启动、停止、负载突变、堵转等动态过程中的瞬态响应。这将帮助读者理解电机动态过程中的电压、电流、转速变化规律,以及潜在的过载或失步风险。 控制系统设计与仿真: 针对各种电机,本书将介绍主流的控制策略,如PID控制、矢量控制(FOC)、直接转矩控制(DTC)等。读者将学习如何设计和实现这些控制算法,并使用MATLAB/Simulink对闭环控制系统的性能进行仿真验证,包括鲁棒性、动态响应速度和抗干扰能力等。 参数辨识与优化: 介绍如何利用实验数据和MATLAB的优化工具箱,对电机模型参数进行辨识,从而提高仿真模型的准确性。同时,也将探讨如何通过仿真优化设计参数,以达到提高效率、降低成本、改善性能等目标。 故障诊断与状态监测: 简要涉及利用仿真模型模拟电机在不同故障模式下的表现,并探讨基于模型的状态监测和故障诊断方法。 本书的特色在于其理论与实践的高度结合。每一项理论分析都会辅以相应的MATLAB仿真实例,读者可以通过跟随书中的指导,亲手操作,从而加深对电机原理和设计过程的理解。书中提供的MATLAB代码和模型将易于理解和修改,方便读者在学习的基础上进行二次开发和创新。 《电机原理与设计的MATLAB分析》适合于电气工程、自动化、机电一体化等专业的本科生、研究生,以及从事电机设计、研发、生产和维护的工程师。通过学习本书,读者将能够熟练掌握利用MATLAB进行电机系统建模、仿真和优化的能力,有效提升电机设计和系统集成水平,从而更好地应对现代工业对高性能电机提出的挑战。

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读后感

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用户评价

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阅读体验方面,这本书的设计者显然也考虑到了读者的疲劳感。装帧和排版上保持了良好的专业水准,图表的清晰度和分辨率都很高,这是进行仿真分析类书籍的关键。更重要的是,作者在章节间的衔接处理得非常自然,没有那种生硬的知识点罗列感。例如,在讨论完直流无刷电机(BLDC)的控制后,很自然地过渡到了如何利用其模型来分析逆变器开关对电机电流波形的影响。这种以应用场景为导向的结构安排,极大地提升了阅读的连贯性和沉浸感。合上书本时,我感到收获的不仅仅是一些MATLAB代码,更像是完成了一系列精心设计的、具有内在逻辑的工程实验。它真正做到了“授人以渔”,为后续的独立研究和复杂系统构建打下了坚实而灵活的方法论基础。

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这本书的叙事节奏掌握得非常精妙,它不像某些教材那样上来就抛出大量基础理论,而是采用了循序渐进、以问题驱动的方式展开。我特别欣赏其中关于优化设计章节的处理。它没有止步于“如何计算”,而是深入到“如何找到最优设计点”的层面。从最初的拓扑结构选择,到参数的敏感性分析,每一步都有清晰的MATLAB脚本支撑。我记得有一章专门讲解了永磁同步电机(PMSM)的磁场定向控制(FOC),这通常是研究生阶段才接触的难点。然而,书中的讲解清晰流畅,通过MATLAB脚本模拟出电流、转矩和速度的闭环控制过程,即便是我这个自认为基础尚可但仿真经验不足的读者,也能很快跟上节奏。更令人称道的是,作者对代码的注释非常详尽,几乎每一个关键步骤的背后都有理论依据的简短说明,这避免了读者陷入“代码黑箱”的困境,让人觉得每段代码都有其存在的价值和意义,极大地提升了学习的效率和乐趣。

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初次接触这本《电机原理与设计的MATLAB分析》,我本以为它会是一本枯燥的技术手册,专注于晦涩难懂的理论推导和公式的堆砌。然而,翻开书页后,我发现这完全出乎我的预料。作者似乎深谙读者在面对复杂电气工程问题时的痛点——理论与实践的脱节。书中并非一味地啃啃书本上的经典概念,而是巧妙地将传统的电机学知识与现代的仿真工具MATLAB紧密结合。这种融合不仅使得原本抽象的电磁场、旋转电机工作原理等内容变得可视化、可操作,更重要的是,它提供了一种“动手验证”的学习路径。比如,在讨论变压器或三相异步电机暂态响应时,我不再是干巴巴地背诵微分方程,而是能亲手搭建Simulink模型,观察参数变化对系统性能的直接影响。这种即时反馈的学习体验,极大地增强了我对电机系统动态行为的直觉理解,这比单纯看图谱要来得深刻得多。可以说,这本书像是为初入电机仿真领域的工程师和高年级学生架设的一座坚实桥梁,连接了“知其然”与“知其所以然”。

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作为一名在职的电气工程师,我手头已经堆了不少旧版的电机设计规范和参考手册,但真正让我能快速解决现场问题的,往往是那些具备实用工具属性的书籍。这本书无疑属于后者。它的价值不在于发掘全新的物理定律,而在于如何高效地利用现有工具集来解决工程中的实际难题。其中关于电机故障诊断和状态监测的章节,令我印象最为深刻。作者不仅展示了如何利用傅里叶变换等信号处理工具在频域分析电流信号来判断绕组短路或轴承磨损,更关键的是,他提供了实现这些分析的成熟MATLAB函数模板。这省去了我们大量时间去重新编写和调试基础算法的时间。我甚至可以直接将这些模块集成到我们现有的SCADA系统中进行初步验证。这种高度的工程实用性和可复用性,是这本书在众多学术著作中脱颖而出的核心竞争力所在。

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坦率地说,市面上很多声称结合了软件工具的书籍,最终往往沦为软件操作手册的堆砌,理论深度不足。然而,这本书成功地避免了这一陷阱。它的理论根基扎实得令人敬佩。例如,在讨论感应电机定子绕组的电流分布和漏磁场建模时,作者并没有满足于简单的等效电路法,而是深入到有限元分析(FEA)的基本思想层面,并展示了如何利用MATLAB的PDE工具箱进行简化建模。这种从宏观现象到微观机理的剖析,再回到软件实现的过程,构建了一个完整的知识闭环。这种深度使得这本书不仅适合初学者入门,对于希望提升自身理论深度,寻求更精细化模型验证的资深工程师而言,也具有相当高的参考价值。它教会的不是“点击哪个按钮”,而是“为什么选择这个算法”,这种思维层面的提升才是真正的收获。

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