基于DSP的电动机控制技术

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出版者:中国电力出版社
作者:张强
出品人:
页数:442
译者:
出版时间:2008-8
价格:29.00元
装帧:平装
isbn号码:9787508370569
丛书系列:
图书标签:
  • 未读完
  • 数控系统
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具体描述

《先进数字信号处理在电力电子系统中的应用》 内容概述: 本书深入探讨了数字信号处理(DSP)技术在现代电力电子系统中的前沿应用,重点关注如何利用DSP强大的计算能力和灵活的控制特性,实现更高效、更精确、更可靠的电力变换和能量管理。本书将DSP的理论基础与实际工程应用紧密结合,为读者提供一套系统化的学习框架。 核心章节内容: 第一章 DSP基础与电力电子系统的接口: 本章首先回顾数字信号处理的基本概念,包括采样定理、量化、傅里叶变换(FFT)、Z变换等核心理论。 在此基础上,详细阐述DSP处理器(如TMS320系列、ARM Cortex-M等)的架构、指令集、定时器、中断系统以及常用的外设接口(ADC、DAC、PWM、SPI、I2C等)。 重点讲解如何将DSP与电力电子系统中的关键传感器(电流、电压、位置、温度传感器)进行有效连接和数据采集,以及如何将DSP的控制指令转化为实际的功率器件驱动信号。 通过实例介绍DSP在实时数据处理和快速响应方面的优势,为后续章节的应用奠定基础。 第二章 基于DSP的开关电源控制策略: 本章聚焦于开关电源(SMPS)的先进控制技术,并详细阐述如何利用DSP实现这些策略。 将从传统的电压模式和电流模式控制出发,深入分析其在频率响应、动态性能和稳态精度方面的不足。 重点介绍和演示数字PID控制算法在DSP上的实现,包括参数整定方法(Ziegler-Nichols、临界比例法等)以及抗饱和、抗微分饱和等改进措施。 进一步探讨更高级的数字控制算法,如: 模型预测控制 (MPC): 介绍MPC的基本原理,包括系统模型建立、预测模型、优化问题求解以及在DSP上的实时实现挑战与解决方案。重点分析MPC在提升动态响应、优化开关频率和处理多变量耦合方面的优势。 滑模变结构控制 (SMC): 详细讲解SMC的鲁棒性原理,分析滑模面的设计,以及在DSP上如何实现高频开关和抖振抑制。 模糊逻辑控制 (FLC) 和神经网络控制 (NNC): 介绍这些智能控制方法的核心思想,如何在DSP上进行模糊规则的推理和神经网络的权值计算,以及它们在处理非线性、参数变化系统中的应用。 通过具体的开关电源拓扑(如Buck、Boost、Flyback、LLC等)仿真和实验案例,展示DSP在实现高效、宽输入范围、低纹波输出等方面的能力。 第三章 DSP在不间断电源(UPS)系统中的应用: 本章将DSP的应用拓展到更复杂的电力电子系统——不间断电源(UPS)。 深入分析UPS的拓扑结构(如后备式、在线互动式、双变换式)及其工作原理。 重点介绍DSP在UPS中的核心功能: 并联控制: 详细讲解多台UPS并联运行时,如何利用DSP实现均流控制、电压/频率同步以及故障切换,确保供电的可靠性和高可用性。 并机通信: 探讨UPS之间以及UPS与监控系统之间的通信协议(如Modbus、SNMP等)在DSP上的实现。 功率因数校正 (PFC): 介绍DSP如何实现升压或降压PFC,以满足电网要求,并提升能源利用率。 逆变器控制: 重点讲解DSP在实现纯正弦波输出、低谐波失真(THD)的逆变器控制算法,如SPWM、SVPWM等,以及DSP在快速动态响应和稳态精度方面的优势。 电池管理系统(BMS)接口: 介绍DSP如何与BMS通信,监测电池状态(充电/放电电流、电压、温度),并进行智能充放电控制,延长电池寿命。 通过实际的UPS系统案例,展示DSP如何实现高效率、高可靠性、低噪声的电力输出。 第四章 DSP在电力系统能量管理与监测中的角色: 本章将视角进一步放大到更广阔的电力系统层面,探讨DSP在能量管理和监测中的关键作用。 智能电网(Smart Grid)组件控制: 介绍DSP在智能电表、分布式发电单元(如光伏逆变器、风力发电机控制器)中的应用,如何实现与电网的通信、数据采集和智能调度。 电力质量监测与治理: 讲解DSP如何通过高精度的数据采集和实时分析,监测电网的电压跌落、浪涌、谐波失真等电力质量问题,并驱动相应的补偿装置(如DVR、SVC)进行治理。 能源存储系统(ESS)优化: 探讨DSP在管理电池储能系统、超级电容器等方面的应用,包括充放电策略优化、寿命预测、容量估算等,以提高能源利用效率和系统稳定性。 微电网(Microgrid)控制: 介绍DSP在微电网中的协调控制作用,如孤岛运行与并网切换、负荷均衡、频率和电压稳定控制等。 数据分析与故障诊断: 讨论DSP如何采集大量运行数据,并通过嵌入式算法进行初步分析,实现对电力电子设备的早期故障预警和诊断,提高系统的维护效率。 第五章 DSP开发环境、工具链与优化技巧: 本章为读者提供实用的工程实践指导。 DSP开发平台介绍: 介绍主流的DSP开发板和评估套件(如TI C2000 LaunchPad、STM32 Discovery Kit等)。 集成开发环境 (IDE) 和编译器: 讲解CCS、Keil MDK、IAR Embedded Workbench等常用IDE的使用,以及C/C++语言在DSP开发中的应用。 调试工具与方法: 详细介绍仿真器(JTAG、SWD)、逻辑分析仪、示波器等硬件调试工具,以及断点、单步执行、变量监视等软件调试技巧。 代码优化: 重点讲解针对DSP处理器特点的代码优化技巧,包括汇编语言指令的使用、算法效率的提升、中断服务程序的优化、内存访问效率的提高等,以确保实时性和性能。 实时操作系统 (RTOS) 在DSP上的应用: 介绍FreeRTOS、RTLinux等RTOS在多任务协同、资源管理和优先级调度方面的优势,以及如何在DSP平台上移植和使用RTOS。 本书通过丰富的图表、伪代码示例和理论推导,旨在帮助读者全面掌握数字信号处理技术在电力电子领域的应用,提升其在电力电子系统设计、开发和优化方面的能力。

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读后感

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用户评价

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这本书为我提供了一个将理论知识转化为实际工程应用的绝佳平台。我是一名热衷于DIY项目的爱好者,一直以来都梦想着能够亲手构建一台高性能的电动自行车驱动系统。《基于DSP的电动机控制技术》这本书,以其清晰的逻辑和详实的步骤,让我看到了这个梦想实现的希望。作者从基础的电机模型入手,逐步深入到DSP的硬件平台和软件开发流程。我尤其喜欢书中关于如何利用DSP的ADC模块精确采集电机电流和电压信息,以及如何利用PWM模块生成精确控制电机转速和转矩的方波信号的详细讲解。书中还提供了许多实用的代码片段和调试技巧,这对于像我这样的业余爱好者来说,是极其宝贵的资源。我尝试着按照书中的方法,搭建了一个简单的DSP电机控制原型,并成功地实现了对直流无刷电机的精确控制。这本书不仅仅是传授知识,更是一种“授人以渔”的教育方式,它让我能够举一反三,触类旁通,为我未来的项目开发打下了坚实的基础。

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作为一名嵌入式系统开发者,我一直对如何将强大的计算能力应用于物理世界的控制任务感到兴奋。《基于DSP的电动机控制技术》这本书,完美地将数字信号处理的理论与电机控制的实践相结合,为我打开了一扇通往全新应用领域的大门。我之前主要关注的是通用微控制器,但这本书让我深刻认识到了DSP在处理高速、高精度计算任务上的独特优势。作者在书中详细介绍了DSP的各种指令集,以及如何利用这些指令来高效地实现傅里叶变换、PID控制器、电流环和位置环的算法。我被书中对于采样频率、量化误差以及如何通过DSP优化这些参数的讨论深深吸引。书中还重点讲解了如何利用DSP的定时器、ADC和PWM模块来与电机驱动硬件进行交互,这对于理解整个控制系统的软硬件协同工作至关重要。我尤其欣赏书中对于实时操作系统(RTOS)在DSP电机控制应用中的作用的阐述,这为我构建更复杂的控制系统提供了理论基础。当我读到书中关于电机参数辨识和自适应控制的章节时,我意识到这本书不仅仅是讲解了如何实现控制,更是教会了我如何让控制系统更加“智能”和“自我优化”。

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作为一名在工业自动化领域工作多年的技术人员,我一直在寻找能够提升现有伺服驱动器性能的方法。《基于DSP的电动机控制技术》这本书,为我提供了许多创新的思路和实用的技术。我一直对DSP在高速闭环控制中的应用非常感兴趣,这本书详细讲解了如何利用DSP的专用指令和硬件加速器来优化电流和位置控制环路的性能。书中关于电流环的各种控制策略,如PI控制、前馈控制、以及如何通过DSP实现高频注入法进行无传感器控制的讨论,都让我茅塞顿开。我特别欣赏书中关于DSP与电机驱动桥的接口设计以及PWM波形生成和死区补偿的详细讲解,这些都是实际应用中非常关键的技术细节。作者还对DSP在处理多电机同步控制方面的能力进行了深入的探讨,这对于我们开发更复杂的机器人或自动化生产线至关重要。书中提供的代码示例和硬件参考设计,更是大大缩短了我们的开发周期。这本书不仅仅是一本技术手册,更是一个宝贵的经验分享平台,它让我看到了DSP在提升电机控制精度、效率和响应速度方面的巨大潜力。

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在学习《基于DSP的电动机控制技术》的过程中,我深刻体会到了DSP在实现复杂电机控制算法时的强大之处。我之前使用的是基于MCU的控制方案,虽然也能实现一些基础的控制功能,但在性能和精度上总有些力不从心。这本书详细阐述了DSP在处理三角函数、矩阵运算、模糊逻辑等复杂算法时的效率优势,并提供了具体的实现方法。我尤其被书中关于如何利用DSP的DMA(直接内存访问)控制器来加速数据传输以及如何通过DSP的快速傅里叶变换(FFT)模块来进行电机状态监测和故障诊断的讲解所吸引。作者还对DSP在电机参数辨识,如电阻、电感、反电动势系数等,进行了细致的介绍,并给出了在DSP上高效实现这些辨识算法的思路。书中还对DSP在低速下的控制性能进行了深入分析,以及如何通过软件算法来改善低速下的转矩平滑性和堵转性能。这本书让我看到了将DSP技术应用于电机控制领域的无限可能,也为我未来的研究和开发提供了坚实的基础。

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这本书简直是把我带到了一个全新的境界!作为一名对电机控制领域充满好奇的初学者,我一直被那看似复杂的算法和硬件结构所困扰。但当我翻开《基于DSP的电动机控制技术》,我感觉自己仿佛找到了通往知识殿堂的钥匙。作者的讲解方式非常巧妙,他并没有一开始就堆砌那些令人望而生畏的专业术语,而是循序渐进地引导读者理解DSP在电机控制中的核心作用。从最基础的数字信号处理原理,到如何将这些原理应用于电机驱动的每一个环节,每一个步骤都清晰明了,配以大量的图示和理论推导,让那些抽象的概念变得具象化。我尤其欣赏书中对于不同类型电机的详细介绍,比如永磁同步电机、感应电机等,以及它们各自的控制策略。作者深入浅出地剖析了矢量控制、直接转矩控制等先进技术,并重点讲解了如何在DSP平台上实现这些算法。我曾花费大量时间在网上搜索零散的资料,但效果总是差强人意,而这本书却提供了一个系统性的框架,让我的学习不再是无头苍蝇。读到后面,书中关于DSP硬件架构和指令集的讲解更是让我茅塞顿开,原来那些看似微小的硬件差异,竟然对控制算法的性能有着如此大的影响。我迫不及待地想要将书中的理论知识运用到实际的开发项目中,相信这本书一定能成为我项目成功的助推器。

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我是一位有着几年电机控制开发经验的工程师,一直以来,我都致力于优化现有控制系统的性能,并探索更高效、更精密的控制方法。在接触到《基于DSP的电动机控制技术》之前,我对DSP在电机控制中的应用已有一定了解,但总觉得在某些深层次的原理和实践细节上有所欠缺。这本书的出现,恰恰填补了我学习中的空白。作者在书中对DSP的内部工作原理进行了非常细致的阐述,比如其流水线架构、中断处理机制、乘累加单元(MAC)的运用等等,这些细节对于理解DSP在实时性要求极高的电机控制场景下的优势至关重要。书中关于高级控制算法的讲解也让我受益匪浅,特别是对空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法的深入剖析,从数学模型到DSP的实现步骤,都提供了详尽的指导。我尤其喜欢作者关于如何根据不同的电机特性选择合适的控制参数和策略的讨论,这对于提升系统的鲁棒性和动态响应至关重要。书中还提供了许多实际应用的案例,例如伺服系统、电动汽车驱动系统等,这些案例不仅让我看到了理论知识的落地,更激发了我对未来技术发展的思考。我发现,作者对DSP在电机控制领域的最新发展趋势也有着敏锐的洞察,书中关于无传感器控制、智能控制等前沿技术的探讨,为我的职业发展提供了新的方向。

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这本书对我来说,简直就是一本“从零到一”的 DSP 电机控制启蒙读物。作为一名计算机科学专业的学生,我对硬件和控制领域相对陌生,但《基于DSP的电动机控制技术》这本书以其极其友好的语言和清晰的结构,让我能够顺利地进入这个领域。作者从最基础的电机工作原理讲起,然后逐步引入DSP的概念,并详细解释了DSP在电机控制中的核心作用。我尤其喜欢书中关于如何利用DSP的CPU核心和外设来精确控制电机的转速、转矩和位置的讲解。书中还包含了大量的示意图和流程图,这些可视化元素极大地帮助我理解了复杂的控制流程。我尝试着按照书中的指导,在模拟环境中搭建了一个简单的DSP控制系统,并观察了控制效果。这本书不仅教会了我技术知识,更重要的是培养了我解决问题的思维方式。我深信,通过对这本书的深入学习,我将能够掌握DSP电机控制的核心技术,并为我未来的学习和职业发展打下坚实的基础。

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我是一名从事电机设计工作多年的工程师,深知精确的控制对于提升电机性能的重要性。《基于DSP的电动机控制技术》这本书,从理论到实践,全方位地解析了DSP在电机控制领域的应用。我尤其关注书中关于如何利用DSP的硬件特性来优化控制算法的执行效率。作者详细介绍了DSP的缓存机制、指令流水线以及向量化指令等高级特性,并阐述了如何利用这些特性来加速诸如Park变换、Clarke变换等关键算法的计算。书中还对DSP在处理高频PWM信号时的精度和稳定性进行了深入的分析,以及如何通过软件补偿来消除死区效应和载波频率的非线性影响。我非常欣赏作者在书中对DSP在电机健康监测和故障诊断方面的应用的探讨,这对于提升电机的可靠性和寿命具有重要意义。书中提供的案例研究,涵盖了从家用电器到工业机器人等多个领域,让我看到了DSP电机控制技术的广泛应用前景。这本书无疑为我提供了一个全新的视角,去理解和掌握这项前沿技术。

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这本书的深度和广度都让我感到惊讶,它为我提供了一个系统地学习DSP在电机控制领域应用的绝佳机会。我是一名自动化专业的研究生,我的研究方向正是新型电机驱动技术。在阅读《基于DSP的电动机控制技术》之前,我对DSP的了解仅限于其强大的运算能力,但对如何将其应用于复杂的电机控制算法知之甚少。作者在书中详细介绍了DSP的各个功能模块,例如其内部集成的定时器、PWM生成器、ADC转换器以及通信接口等,并阐述了这些模块如何协同工作来完成电机控制任务。我尤其被书中关于如何利用DSP的定点运算能力来代替浮点运算,从而提高计算效率的讲解所吸引。书中还对DSP在处理电机的非线性特性,如磁饱和、铁损等,提供了有效的软件处理方法。我尝试着将书中的一些控制算法移植到实际的DSP开发板上进行测试,结果发现DSP的强大计算能力和灵活的编程接口,使得这些复杂算法的实现变得更加高效和可行。这本书为我的研究工作提供了宝贵的技术指导。

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这本书就像一本精心绘制的蓝图,为我构建一个高性能的电机控制系统提供了全方位的指导。我是一名刚进入研究生阶段的学生,研究方向正是电机驱动与控制。在导师的推荐下,我阅读了《基于DSP的电动机控制技术》,这本书的深度和广度都远超我的预期。作者在书中对各种控制策略的优缺点进行了详细的比较分析,并给出了在不同应用场景下的选择建议。我尤其被书中关于模型预测控制(MPC)和滑模变结构控制(SMC)等高级控制理论在DSP上的实现方式所吸引。作者通过严谨的数学推导,清晰地展示了如何将这些复杂的算法转化为DSP能够执行的指令。书中还包含了许多关于DSP硬件选型、开发工具链的使用以及调试技巧的实用信息,这些对于我们这些初学者来说是无价的。我尝试着在书中提供的案例基础上,进行了一些小的改动和扩展,结果发现DSP的强大处理能力和灵活性让我能够实现一些以前不敢想象的控制效果。这本书不仅仅是技术书籍,更是一种思维方式的启迪,它教会了我如何从理论到实践,一步一步地解决复杂的技术难题。

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