机器人控制技术

《电气自动化新技术从书》序言
第4届《电气自动化新技术丛书》编辑委员会的话
第2版前言
第1版前言
常用符号表
第1章绪论1
11现代交流调速的特点1
111电动机的古典控制和现代控制1
112现代交流调速的特点2
12矢量控制技术研究的发展背景和技术动向3
121发展背景3
122技术动向7
13无速度传感器矢量控制系统的特色及产品介绍10
第2章异步电动机的数学模型和坐标变换16
21异步电动机的基本方程式16
22异步电动机的几种等效电路19
221T型等效电路19
222异步电动机等效电路的通用形式20
223突出转子磁链的T1型等效电路21
23坐标变换23
231概念23
232从三相到两相的静止坐标变换(3s/2s变换)25
233从两相静止到两相旋转的坐标变换(2s/2r变换)26
24异步电动机在不同坐标系上的数学模型27
241在两相(α拨)静止坐标系上的数学模型27
242在两相(M睺)旋转坐标系上的数学模型29
第3章矢量控制变频调速系统的原理、结构和实践31
31矢量控制基本方程式31
32转差型矢量控制变频调速系统的结构和工作原理33
33系统的单元电路和参数调试35
331电动机参数测定35
332指令值运算37
333两相正弦波振荡器38
334矢量旋转器39
335两相/三相变换电路40
336实验结果及分析42
第4章无速度传感器矢量控制系统的结构和速度
观测理论43
41无速度传感器矢量控制系统的原理和结构框图43
42速度间接观测理论45
43系统单元电路和参数计算49
431相电压检测49
432相电流检测49
433三相/两相变换电路52
434Φ^2运算电路及参数计算52
435Φ^m2、i^t1运算电路62
436i硉1、i砿1、ω1运算电路62
44实验结果及分析63
第5章典型的无速度传感器矢量控制系统66
51只用电流传感器的矢量控制系统66
511异步电动机的标量解耦控制66
512电压型矢量解耦控制调速系统67
513转子磁链相位偏差补偿原理71
514速度推算原理74
515异步电动机无速度传感器电压解耦矢量控制系统的
设计77
52电动机转速的自适应辨识系统83
521基于模型参考自适应的转速辨识方法83
522基于神经网络的自适应转速辨识方法86
第6章无速度传感器矢量控制系统参数的自检测90
61参数自检测概述90
62电动机参数离线自设定91
621分类91
622自设定原理91
623自设定系统结构95
624自检测的实现和步骤96
63电动机参数在线自校正99
第7章DSP在无速度传感器矢量控制系统中的应用103
71数字控制基础103
711微机控制系统的基本结构103
712数字控制的特点104
713数字控制基础105
72用DSP的异步电动机无速度传感器矢量控制系统的构成116
721DSP的现状和动向116
722DSP系统的结构119
723采用DSP的异步电动机无速度传感器矢量控制系统
的构成122
724相电压检测122
725相电流检测122
726i硉1、i砿1、ω1的运算124
73DSP控制系统软件的设计124
731控制软件概要124
732各控制环节软件的设计127
74采用DSP的无速度传感器矢量控制系统实验结果分析133
741微机运算流程图133
742实验波形图133
743结论135
第8章无速度传感器矢量控制系统中速度推算和磁通观测的新进展140
81无速度传感器矢量控制的现状140
811无速度传感器矢量控制(SVC)构成141
812控制方案分类142
813世界著名变频器厂家典型产品的SVC方案介绍143
82速度推算的预备知识147
821矢量的复数表现形式147
822磁场坐标系统的分类149
823磁通矢量的检测149
83基于理想电动机模型的转速推算方法153
831基于电压模型的转速推算153
832基于电流模型的转速推算154
833基于反电动势法推算速度156
834对上述方法的评价157
835基于自适应转速观测器的无速度传感器矢量控制158
84基于非理想电动机特性的转速辨识方法165
841利用转子齿谐波信号165
842高次谐波信号165
85无速度传感器矢量控制系统的构成及性能分析166
851系统结构框图和控制原理166
852参数误差的影响及其对策169
第9章无速度传感器矢量控制的研究方向及典型辨识系统介绍173
91研究的热点173
911零频率问题的处理173
912铁耗的影响177
913异步电动机磁通的直接检测182
914无速度传感器矢量控制系统速度和转子电阻的同时辨识184
92典型系统举例189
921基于自适应转子磁通观测器的异步电动机无速度传感器直接式矢量控制系统(MRAS)189
922异步电动机无速度传感器矢量控制的速度推算和转子磁链的观测194
923无速度传感器矢量控制系统速度推算的仿真研究(基于闭环控制作用构造转速信号)197
924无速度传感器异步电动机直接磁场定向控制的策略202
925电压控制型异步电动机无速度传感器的矢量控制方法205
附录210
附录A日本日立公司SJ300系列变频器210
附录B日本富士电机公司FRENIC 5000VG7S系列变频器213
附录C法国施耐德公司ATV—66系列215
附录D英国CT公司V1100～V7500系列217
附录E美国艾伦膊祭德利(Allen睟radley，A睟)公司1336系列变频器217
附录F德国西门子(Siemens)公司6SE70系列变频器221
参考文献225


常用符号表
a加速度；特征方程系数
B磁通密度
C电容
Ce直流电动机的电动势系数
Cm直流电动机的转矩系数
D调速范围
E，e感应电动势；误差
e1定子反电动势
e2转子反电动势
eα2、eβ2在α、β轴转子电动势分量
F磁动势
f频率
ft开关频率(PWM)
GD2飞轮力矩
h开环对数频率特性的频宽
I，i电流
i减速比
Ia，ia电枢电流
I1，i1异步电动机定子电流
I2，i2异步电动机转子电流
Id，id整流电流平均值
IL负载电流
if直流电动机励磁电流
im1矢量控制中MT坐标系定子励磁电流
it1矢量控制中MT坐标系定子转矩电流
iα1矢量控制中αβ坐标系α轴定子电流分量
iβ1矢量控制中αβ坐标系β轴定子电流分量
id1矢量控制中，dq坐标系d轴定子电流分量
iq1矢量控制中dq坐标系q轴定子电流分量
IMRAS状态方程系数(行列式)
JMRAS状态方程系数(行列式)
J转动惯量
K控制系统各环节放大系数
Kp比例放大系数
k谐波次数
L电感、自感
Ls异步电动机定子电感
Lr异步电动机转子电感
Lm互感
Lsσ考虑漏感时定子等效电感Lsσ=Ls［1-L2m/(LsLr)］=σLs
m相数，整流电压一周内的脉冲数
N绕组匝数
n转速
n1理想空载转速；同步转速
ns对应于转差频率ωs的转速
P，p功率
p=d/dt微分算子
pm电动机磁极对数
Q无功功率
R电阻
Ra直流电动机电枢电阻
RL电抗器电阻
Rs异步电动机定子电阻
Rr异步电动机转子电阻
s转差率
s=σ+jω拉普拉斯变量
T2时间常数，开关周期
t时间
Te电磁转矩
T1定子回路电磁时间常数
T2转子回路电磁时间常数
Tm机电时间常数
TL负载转矩
T(上角标)行列式转置符号
U，u电压
Ud，ud整流电压平均值
Uf，uf励磁电压
Um峰值电压
Us电源电压
U1异步电动机定子电压
v速度
W(s)传递函数(开环)
Wd(s)传递函数(闭环)
X电抗
Z阻抗
α转速反馈系数
β电流反馈系数
γ电压反馈系数；PWM电压系数
δPWM脉冲宽度
Δn转速降落
ΔU电压偏差
Δθ相位差
ξ阻尼比
η效率
θ转子位置角(电角度)
θm机械角位移
Φ磁通
Φ1定子磁通
Φ2转子磁通
Φα2，Φβ2在α、β轴上的转子磁通分量
Φm2，Φt2在M、T轴上的转子磁通分量
Φd2，Φq2在d、q轴上的转子磁通分量
φ相位角
Ψ，Ψ磁链的矢量和常量
Ψ2转子磁链
Ψα?2、Ψβ?2转子磁链在α、β轴上分量
Ψ1给定定子磁链
Ψm2，Ψt?2转子磁链在M、T轴上分量
ωs转差角速度，转差角频率
ω1同步角速度(角频率)，磁通角速度，电源角频率
ω，ω^转子角速度和推算转子角速度(电动机轴上推算角速度)
σ漏磁系数或漏感系数［σ=1-L2m/(LsLr)］
τ积分(微分)时间常数