电动机的DSP控制 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:北京航空航天大学

作者:王晓明

出品人:

页数:432

译者:

出版时间:2009-9

价格:49.00元

装帧:

isbn号码:9787811248678

丛书系列:

图书标签:

电气工程及其自动化
电机控制
电气工程
DSP
电动机
控制
电机控制
数字信号处理
嵌入式系统
电力电子
驱动技术
控制工程
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具体描述

《电动机的DSP控制:TI公司DSP应用(第2版)》以TI公司的DSP为例，详尽、系统地介绍了直流电动机、交流异步电动机、交流永磁同步电动机、步进电动机、无刷直流电动机和开关磁阻电动机这些常用电动机的控制原理，并介绍了利用DSP对电动机进行控制的方法。结合每一种控制原理和方法的介绍，《电动机的DSP控制:TI公司DSP应用(第2版)》都给出了具体的编程例子，并给出了非常详细的程序注释，使读者一看就懂，一学就会。与第1版相比，增加了定点DSP数据Q格式表示法和交流异步电动机无速度传感器控制技术。电动机的数字控制是电动机控制的发展趋势，为电动机控制而专门设计的DSP已逐渐地成为实现电动机全数字实时控制的最有力的工具。

《电动机的DSP控制:TI公司DSP应用(第2版)》适合于对电动机的DSP控制感兴趣的初学者使用，可作为从事电动机控制和电气传动研究的工程技术人员、高校教师、研究生和本科生自学用书。

图书简介：《电力电子系统与现代控制技术应用实践》内容概要：本书是一本深入探讨电力电子系统及其在现代控制技术中的应用实践的专业著作。全书旨在为电气工程、自动化、电力系统及其自动化等相关专业的工程师、研究人员以及高年级本科生和研究生提供一个全面、深入且具有高度实践指导意义的学习平台。本书的核心关注点在于如何将先进的控制理论与现代电力电子硬件平台相结合，以实现高效、稳定、可靠的电力转换和系统控制。第一部分：电力电子基础与器件特性本部分系统回顾了电力电子系统的基本构成、工作原理及其关键器件的特性。我们首先从半导体器件的物理基础讲起，详细阐述了晶闸管（SCR）、功率晶体管（GTO、IGBT、MOSFET）等核心开关器件的开关特性、热管理以及可靠性问题。接着，内容深入到不同的电力电子变换器拓扑结构。这包括交流/直流（AC/DC）变换器、直流/直流（DC/DC）变换器以及直流/交流（DC/AC）逆变器。对于每一类变换器，我们不仅分析了其理论上的电压、电流关系，更重要的是探讨了实际工作中的关键挑战，如纹波抑制、电磁兼容性（EMC）设计、以及高频开关带来的损耗问题。特别地，本书对有源功率因数校正（APFC）电路的设计方法和性能评估进行了详尽的论述，强调了在电网侧对谐波电流的严格控制需求。第二部分：现代控制理论在电力电子中的映射本部分是本书的技术核心之一，它构建了传统控制理论与现代电力电子系统之间的桥梁。我们摒弃了过于抽象的数学推导，而是聚焦于如何将先进的控制算法有效地映射到实际的开关电路控制上。内容涵盖了经典控制方法在电力电子系统中的局限性分析，如PID控制器的整定过程、带宽限制和对系统模型准确性的依赖性。随后，本书重点介绍了基于状态空间模型的现代控制设计方法。我们详细阐述了如何为不同拓扑的变换器（如升降压DC/DC、三相电压源逆变器）建立精确的数学模型，并基于这些模型进行最优状态反馈控制器的设计。对于不可控或不可观测的系统部分，本书引入了状态观测器（如卡尔曼滤波器、Luenberger观测器）的设计原理及其在电流或电压估算中的实际应用。更进一步，本书探讨了鲁棒控制和自适应控制在应对电力电子系统参数不确定性（如负载变化、器件老化）方面的优势。例如，$mathcal{H}_{infty}$ 控制器的设计思想被应用于保证系统在存在模型误差和外部扰动下仍能保持良好的性能指标。第三部分：数字控制系统的实现与高性能计算电力电子系统的智能化和高性能化离不开先进的数字控制技术。本部分详细解析了将控制算法转化为可执行代码的整个流程。首先，本书深入剖析了脉冲宽度调制（PWM）技术的各种生成策略，包括正弦波PWM、空间矢量调制（SVM）及其在高精度电机驱动和逆变器中的应用。对于三相系统，SVM的矢量合成原理和死区时间的补偿技术被细致讲解。其次，本书重点关注高性能微控制器（MCU）和数字信号处理器（DSP）在电力电子控制中的选型与编程。内容包括：如何高效利用MCU的定时器（Timer）、模/数转换器（ADC）以及中断系统来保证控制回路的实时性；如何进行定点运算与浮点运算的权衡以优化计算效率；以及如何利用硬件加速器（如CORDIC算法单元）来快速计算三角函数和矢量变换。书中提供了一系列具体的嵌入式系统编程实例，展示了如何实现电流环和电压环的级联控制，以及如何利用快速傅里叶变换（FFT）算法对输出波形质量进行实时监测和反馈校正。第四部分：特定应用中的控制策略深化本部分将前述理论和技术应用于几个关键的电力电子领域，展现了控制策略的实际威力。 1. 永磁同步电机（PMSM）驱动系统：详细分析了PMSM的磁场定向控制（FOC）原理，包括Park和Clarke变换的实时实现。重点讨论了低速启动、弱磁调速阶段的控制切换策略，以及如何利用观测器实现无速度传感器的控制（Sensorless Control）。 2. 并网逆变器控制：针对光伏并网、储能系统等应用，本书深入研究了并网逆变器的电流环和双闭环控制结构。重点讨论了锁相环（PLL）的各种先进算法（如dq轴同步控制、扩展卡尔曼滤波器PLL）在实现电网同步和抑制电网扰动方面的关键作用。同时，对虚拟同步机（VSM）的控制思想进行了初步探讨。 3. 无源滤波器与有源滤波器控制：面对日益复杂的电能质量问题，本书阐述了有源电力滤波器（APF）的并联拓扑结构和控制设计。侧重于利用瞬时无功功率理论（p-q理论）或基于谐波电流检测的算法，实现对系统谐波电流的快速、精准补偿。结语与展望：全书结构严谨，理论与实践紧密结合，强调对系统建模、算法设计、硬件实现和性能评估的完整链条把握。本书旨在培养读者独立分析和解决复杂电力电子系统控制问题的能力，是电力电子工程师和控制系统研究人员的宝贵参考资料。

作者简介

王晓明教授；辽宁省自动化学会嵌入式系统委员会副主任委员；辽宁省第六届优秀科技工作者；辽宁工业大学学科带头人；辽宁省省级精品课《单片机原理及接口技术》课程负责人：德国Clausthal大学能源技术研究所(IEE)访问学者。作者长期从事运动控制、自动化控制的科研和教学工作，共获得省、市级各种奖励四项。

主要著作有“电动机的嵌入式控制丛书”。其中，《电动机的单片机控制》一书获得第六届高校出版社优秀畅销书奖，该书的第2版被评为“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”、“辽宁省普通高等学校精品教材”。

目录信息

第1章 TMS320LF2407A DSP 1.1 TMS320LF2407A DSP的特点及引脚功能 1.1.1 特点 1.1.2 引脚功能 1.2 TMS320LF2407A DSP的组成及结构 1.2.1 总体结构 1.2.2 存储器结构及I/O空间 1.2.3 CPU 1.2.4 系统及I/O端口的配置 1.3 TMS320LF2407A DSP的指令系统 1.3.1 程序控制 1.3.2 寻址方式 1.3.3 指令集 1.4 TMS320LF2407A DSP的中断系统 1.4.1 中断分类 1.4.2 可屏蔽中断结构 1.4.3 中断寄存器 1.4.4 可屏蔽中断服务子程序 1.5 TMS320LF2407A DSP的事件管理器及PWM 1.5.1 事件管理器模块结构 1.5.2 定时器 1.5.3 PWM和空间矢量PWM波形的生成 1.5.4 增量式光电编码器接口(QEP) 1.5.5 捕捉单元 1.6 TMS320LF2407A DSP的A/D转换器 1.6.1 ADC编组自动转换功能 1.6.2 ADC的转换时间、校准与自测第2章定点DSP的数据Q格式表示方法与电动机的PI控制 2.1 定点DSP的数据Q格式 2.1.1 定点DSP的数据Q格式表示方法 2.1.2 Q格式数据运算规则 2.1.3 数据标幺化处理 2.2 数字PI调节器的DSP实现方法第3章直流电动机的DSP控制 3.1 直流电动机的控制原理 3.2 直流电动机单极性驱动可逆PWM系统 3.3 直流电动机双极性驱动可逆PWM系统 3.4 直流电动机的DSP控制方法及编程例子 3.4.1 单极性可逆PWM系统DSP控制方法及编程例子 3.4.2 双极性可逆PwM系统DSP控制方法及编程例子第4章交流电动机的SPWM与SVPWM技术以及DSP控制的实现 4.1 交流异步电动机变频调速原理 4.1.1 变频调速原理 4.1.2 变频与变压 4.1.3 变频与变压的实现——SPWM调制波 4.2 三相采样型电压SPWM波生成原理与控制算法 4.2.1 自然采样法 4.2.2 对称规则采样法 4.2.3 不对称规则采样法 4.2.4 不对称规则采样法的DSP编程 4.3 电压空间矢量SVPwM技术 4.3.1 电压空间矢量SVPwM技术基本原理 4.3.2 电压空间矢量SVPWM技术的DSP实现方法第5章交流异步电动机的矢量控制 5.1 交流异步电动机的矢量控制基本原理 5.2 矢量控制的坐标变换 5.2.1 Clarke变换 5.2.2 Park变换 5.3 转子磁链位置的计算 5.4 交流异步电动机的DSP矢量控制 5.4.1 三相异步电动机的DSP控制系统 5.4.2 三相异步电动机的DSP控制编程例子第6章交流异步电动机无速度传感器转子磁场定向控制 6.1 交流异步电动机转子磁场定向控制 6.2 磁通观测原理 6.3 基于数学模型的开环速度估计原理 6.4 无速度传感器转子磁场定向DSP控制实现方法 6.4.1 磁通观测器数学模型的离散化和PU化处理 6.4.2 速度估计数学模型的离散化和PU化处理 6.4.3 无速度传感器转子磁场定向DSP控制编程例子第7章三相永磁同步伺服电动机的DSP控制 7.1 三相永磁同步伺服电动机的结构和工作原理 7.2 转子磁场定向矢量控制与弱磁控制 7.3 三相永磁同步伺服电动机的DSP控制 7.3.1 三相永磁同步伺服电动机的DSP控制系统 7.3.2 三相永磁同步伺服电动机的DSP控制编程例子第8章步进电动机的DSP控制 8.1 步进电动机的工作原理 8.1.1 步进电动机的结构 8.1.2 步进电动机的工作方式 8.2 步进电动机的DSP控制方法 8.2.1 步进电动机的脉冲分配 8.2.2 步进电动机的速度控制 8.3 步进电动机的驱动 8.3.1 双电压驱动 8.3.2 高低压驱动 8.3.3 斩波驱动 8.3.4 集成电路驱动 8.4 步进电动机的运行控制 8.4.1 步进电动机的位置控制 8.4.2 步进电动机的加减速控制第9章无刷直流电动机的DSP控制 9.1 无刷直流电动机的结构和原理 9.1.1 无刷直流电动机的结构 9.1.2 无刷直流电动机的工作原理 9.2 三相无刷直流电动机星形联结全桥驱动原理 9.3 三相无刷直流电动机的DSP控制 9.3.1 三相无刷直流电动机的DSP控制策略 9.3.2 电流的检测和计算 9.3.3 位置检测和速度计算 9.3.4 无刷直流电动机的DSP控制编程例子 9.4 无位置传感器的无刷直流电动机DSP控制 9.4.1 利用感应电动势检测转子位置原理 9.4.2 用DSP实现五位置传感器无刷直流电动机控制的方法 9.4.3 DSP控制编程例子第10章开关磁阻电动机的DSP控制 10.1 开关磁阻电动机的结构、工作原理和特点 10.2 开关磁阻电动机的功率驱动电路 10.3 开关磁阻电动机的线性模式分析 10.3.1 开关磁阻电动机理想的相电感线性分析 10.3.2 开关磁阻电动机转矩的定性分析 10.4 开关磁阻电动机的控制方法 10.5 开关磁阻电动机的DSP控制及编程例子附录A TMS320LF2407A寄存器符号、名称和地址附录B TMS320C24x指令说明及举例 B.1 累加器、算术和逻辑运算指令 B.2 辅助寄存器指令 B.3 T、P寄存器和乘法指令 B.4 转移指令 B.5 控制指令 B.6 I/O和存储器传送指令 B.7 指令按字母顺序检索表附录C TMS320C24x伪指令附录D 命令文件和头文件附录E 光盘内容说明参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

“DSP控制”则是这本书的另一个关键要素，这直接指向了使用数字信号处理器（DSP）作为电机控制的核心控制器。我推测书中会详细介绍DSP在电机控制系统中的作用，包括其强大的计算能力、快速的数据处理能力以及灵活的编程接口如何使其成为实现复杂控制算法的理想平台。这本书很可能从DSP的基本架构和指令集开始介绍，然后重点讲解如何利用DSP的硬件特性，如PWM（脉冲宽度调制）生成器、ADC（模数转换器）和定时器等，来实现对电机的精确控制。我期待书中会提供关于如何编写DSP程序以实现各种控制算法的详细指导，例如PID控制、模糊控制、以及更高级的滑模控制和自适应控制等。同时，书中也许会涉及一些具体的DSP开发板和集成开发环境（IDE），让读者能够从理论走向实践，亲手搭建和调试电机控制系统。对于嵌入式系统开发者而言，理解DSP的实时性、中断处理以及与其他外围设备的接口方式，将是掌握电机DSP控制技术的关键，我希望书中能在这方面给予充分的指导。

评分☆☆☆☆☆

“控制”这个词涵盖了整个系统的核心功能，它意味着书中将不仅仅是介绍电机和DSP的硬件，更重要的是如何将两者有机结合，实现高效、精确、稳定的电机运行。我预期书中会涵盖从基础的恒压恒频（V/f）控制，到更为先进的无传感器控制、以及考虑到了电机参数变化的鲁棒控制策略。控制理论的引入是必然的，书中可能需要介绍如状态空间方程、传递函数等概念，并讲解如何基于这些理论设计出合适的控制器。特别是对于交流电机，矢量控制（Field-Oriented Control, FOC）是实现高动态性能的关键技术，我希望书中能对FOC的原理、实现步骤、以及如何通过DSP进行软件实现进行深入的讲解。此外，安全性也是电机控制中不可忽视的一环，书中或许还会探讨过载保护、过温保护、堵转保护等安全控制措施的设计。我设想书中会通过大量的仿真和实验案例，来展示不同控制策略的性能表现，帮助读者理解理论与实践之间的联系。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题是《电动机的DSP控制》，尽管我并未深入研读这本书的具体内容，但从书名本身以及我对相关领域的一般认知出发，我可以想象出它所涵盖的几个重要方面，并以此来展开我的阅读期待和思考。首先，标题中的“电动机”无疑是核心，这让我联想到书中会详尽介绍各种类型的电动机，从最常见的直流电机、交流感应电机，到更复杂的无刷直流电机（BLDC）和同步磁阻电机（SynRM）等等。我期望书中不仅会深入剖析这些电机的基本工作原理、结构特点，还会涉及它们在不同应用场景下的优劣势分析，比如在电动汽车、工业自动化、家用电器等领域各自的适宜性。理解电机的物理特性是进行有效控制的基础，因此，我期待书中能提供扎实的理论基础，帮助读者建立对电机运行机制的深刻认识，例如磁场分布、电磁力产生、转矩输出等关键概念。同时，考虑到现代电机控制越来越注重效率和性能，书中很可能还会探讨一些高级的电机模型，比如基于d-q轴变换的交流电机模型，这对于理解矢量控制等先进控制策略至关重要。我想象中，书中会用大量的图示和公式来阐述这些原理，以便读者能够直观地理解复杂的电机物理过程。

评分☆☆☆☆☆

综合来看，这本书《电动机的DSP控制》很可能是一本面向工程技术人员、研究生，甚至是对电机控制技术感兴趣的业余爱好者所编写的深度技术书籍。它弥合了电机理论、数字信号处理技术和控制工程之间的鸿沟，为读者提供了一个全面的学习框架。我猜想书中会涉及到许多实际应用中的挑战和解决方案，比如如何处理电机参数的不确定性、如何应对外部干扰、如何优化控制器的参数以达到最佳性能。此外，我还会期待书中能涵盖一些关于电机性能评估和测试方法的内容，帮助读者客观地评价控制系统的效果。对于那些希望在新能源汽车、机器人、工业自动化等领域深入发展的人来说，这本书无疑会是提升专业技能的重要参考。它可能提供了一个从基础原理到高级应用的完整路径，让读者能够掌握一门具有实际价值的技能。

评分☆☆☆☆☆

作为一本技术性的著作，这本书的价值还在于它可能提供了解决实际工程问题的思路和方法。我推测书中不会仅仅停留在理论的讲解，而是会包含大量的工程实践经验和技巧。比如，在DSP硬件选型方面，书中可能会提供一些指导，帮助读者根据具体的应用需求选择合适的DSP芯片。在软件开发方面，我期望书中能够分享一些代码示例，甚至是完整的控制程序框架，方便读者进行二次开发和项目落地。调试是嵌入式系统开发中至关重要的一环，我猜想书中可能会有关于如何使用DSP的在线仿真工具、逻辑分析仪等设备进行故障排查和性能优化的技巧。更进一步，书中或许还会讨论一些关于DSP在多电机协同控制、以及与上位机通信方面的应用，这些都将是提升电机控制系统复杂性和智能化水平的关键。总而言之，我期待这本书能够成为一本实用性强、内容详实的参考手册，能够帮助读者高效地解决在电动机DSP控制项目中所遇到的各种问题。

评分☆☆☆☆☆