中国电气工程大典·第15卷·电气传动自动化

《中国电气工程大典》是由中国电工技术学会、中国机械工程学会、中国电机工程学会、中国动力工程学会和中国水力发电工程学会共同组织全国电气工程各领域的著名专家、学者编纂而成的。它是一部全面系统反映电气工程各领域最新成就和技术水平的综合性工具书。《中国电气工程大典》包括现代电气工程基础、电力电子技术、电气工程材料及器件、火力发电工程、水力发电工程、核能发电工程、可再生能源发电工程、电力系统工程、电机工程、输变电工程、配电工程、船舶电气工程、交通电气工程、建筑电气工程、电气传动自动化等15卷。

本书为第15卷，电气传动自动化卷。主要内容包括概论、电气自动控制策略、计算机控制技术、电气传动控制系统、装备制造电气自动化、电气传动自动化的应用。

本书主要供电气工程领域技术人员和管理人员使用，也可供高等院校相关专业师生参考。

序

前言

本卷前言

第1篇 概论

第1章 概述

第2章 技术标准

第3章 电磁兼容性与可靠性

第2篇 电气自动控制策略

第1章 概论

第2章 自动控制系统的建模

第3章 自动控制系统的性能分析

第4章 基于经典控制理论的自动控制系统设计

第5章 基于状态空间模型的自动控制系统分析与设计

第6章 智能控制

第7章 非线性系统控制与先进控制技术

第3篇 计算机控制技术

第1章 绪论

第2章 控制计算机与处理器

第3章 总线与通信接口

第4章 计算机输入/输出接口技术

第5章 系统软件与控制软件

第6章 基本控制单元

第7章 分布式控制系统

第8章 互联网技术在计算机控制系统中的应用

第9章 计算机控制系统中的可靠性技术

第4篇 电气传动控制系统

第1章 电气传动基础

第2章 直流电动机调速系统

第3章 交流异步电动机调速系统

第4章 交流同步电动机调速系统

第5章 伺服系统(随动系统)

第6章 电气传动控制系统调节器的工程设计方法

第5篇 装备制造电气自动化

第1章 装备制造电气自动化概述

第2章 数控机床的电气系统

第3章 工业机器人控制系统

第4章 柔性加工自动化

第5章 装备制造中的新型驱动技术

第6篇 电气传动自动化的应用

第1章 电动机调速节能的应用

第2章 在钢铁工业中的应用

第3章 在有色金属工业中的应用

第4章 在采矿工业中的应用

第5章 在石油钻井机械中的应用

第6章 在港口和起重机械中的应用

第7章 在造纸工业中的应用

第8章 谐波治理和无功补偿

参考文献2100433B

出版时间：2009-04-01 第1版

《中国电气工程大典（第15卷）电气传动自动化》是由中国电工技术学会、中国机械工程学会、中国电机工程学会、中国动力工程学会和中国水力发电工程学会共同组织全国电气工程各领域的著名专家、学者编纂而成的。它是一部全面系统反映电气工程各领域最新成就和技术水平的综合性工具书。《中国电气工程大典》包括现代电气工程基础、电力电子技术、电气工程材料及器件、火力发电工程、水力发电工程、核能发电工程、可再生能源发电工程、电力系统工程、电机工程、输变电工程、配电工程、船舶电气工程、交通电气工程、建筑电气工程、电气传动自动化等15卷。|　《中国电气工程大典（第15卷）电气传动自动化》为第15卷，电气传动自动化卷。主要内容包括概论、电气自动控制策略、计算机控制技术、电气传动控制系统、装备制造电气自动化、电气传动自动化的应用。|　《中国电气工程大典（第15卷）电气传动自动化》主要供电气工程领域技术人员和管理人员使用，也可供高等院校相关专业师生参考。|

《中国电气工程大典(第15卷)电气传动自动化》是由中国电工技术学会、中国机械工程学会、中国电机工程学会等编纂而成的。它是一部全面系统反映电气工程各领域最新成就和技术水平的综合性工具书。《中国电气工程大典(第15卷)电气传动自动化》为该系列第15卷，电气传动自动化卷。主要内容包括概论、电气自动控制策略、计算机控制技术、电气传动控制系统、装备制造电气自动化、电气传动自动化的应用。《中国电气工程大典(第15卷)电气传动自动化》主要供电气工程领域技术人员和管理人员使用。

序

前言

本卷前言

第1篇 概论

第1章 概述

1 电气自动化系统及其结构

1.1 电气自动化系统

1.2 两类电气自动化系统

1.3 电气传动自动化系统结构

1.4 数据通信和网络

1.5 电气传动、电力电子和数字控制

2 本卷内容概述

第2章 技术标准

1 电气传动系统与设备的现行标准体系

1.1 电气传动系统与设备专业的标准体系

1.2 电气传动系统与设备的国际标准体系

1.3 常用的国内外技术标准对照简况

2 电气控制设备

2.1 范围

2.2 技术要求

2.3 主要试验

3 交流电动机电力电子软起动装置

3.1 范围

3.2 技术要求

3.3 主要试验

4 低压直流调速电气传动系统

4.1 范围

4.2 技术要求

4.3 专门试验

5 低压交流变频电气传动系统

5.1 范围

5.2 技术要求

5.3 专门试验

6 1－35kV交流调速电气传动系统

6.1 范围

6.2 技术要求

6.3 主要试验项目

7 调速电气传动系统的电磁兼容

7.1 范围

7.2 技术要求

8 调速电气传动系统的安全要求

8.1 范围

8.2 技术要求

9 调速电气传动系统带负荷运行和对应额定电流形式的选择

9.1 范围

9.2 技术要求

10 船用电气传动控制设备

11 热带用电气传动控制设备

11.1 气候防护类型及使用环境条件

11.2 热带电工产品环境的技术要求

11.3 热带电工产品的结构与设计简要要求

11.4 材料的选用简要要求

11.5 工艺防护简要要求

12 电工电子产品的产品认证

12.1 产品质量认证的三个层级

12.2 合格认证和安全认证

12.3 自愿性认证和强制性认证

12.4 质量认证的基本原则

12.5 我国产品认证概况

12.6 中国强制性产品认证的基本环节

12.7 申请产品认证需提供的主要技术资料

附表：常用标准目录

第3章 电磁兼容性与可靠性电磁兼容性概述

1.1 静电放电

1.2 辐射电磁场

1.3 电快速瞬变脉冲群

2 抗干扰技术

2.1 抗干扰设计的基本原则

2.2 噪声的分类

2.噪声的传递方式

2.4 抗干扰的基本措施

2.5 抗干扰设计的检查细则

3 常见噪声的抑制

3.1 电网噪声的抑制

3.2 直流电源噪声的抑制

3.3 静电放电噪声的抑制

3.4 模拟电路噪声的抑制

3.5 数字电路的抗干扰设计

4 设备安装的抗干扰技术

4.1 设备的内部装配要求

4.2 设备的外部安装要求

4.3 系统的接地技术

5 可靠性

5.1 可靠性的定义

5.2 可靠性的指标

5.3 系统可靠性的预计

5.4 冗余系统

5.5 提高设备可靠性的措施

参考文献

第2篇 电气自动控制策略

第1章 概论

自动控制的基本原理

1.1 控制系统实例

1.2 控制系统框图

2 自动控制系统的分类

2.1 基于系统的控制结构分类

2.2 基于传输信号的性质分类

2.3 基于输入信号的变化规律分类

2.4 基于系统的数学模型分类

2.5 其他分类方法

3 对控制系统的基本要求

3.1 稳定性

3.2 动态性能

3.3 稳态性能

4 自动控制理论的发展

4.1 经典控制理论

4.2 现代控制理论

4.3 大系统理论

4.4 智能控制

第2章 自动控制系统的建模

1 导论

1.1 数学模型

1.2 系统建模

2 控制系统的微分方程

2.1 微分方程的建立

2.2 非线性方程的线性化

3 控制系统的传递函数

3.1 传递函数的概念及性质

3.2 典型环节的开环传递函数

3.3 控制系统的结构图

3.4 控制系统的闭环传递函数

4 控制系统的频率特性

4.1 频率特性的概念

4.2 开环频率特性

4.3 闭环频率特性

5 采样控制系统的数学模型

5.1 采样过程及其信号恢复

5.2 z变换

5.3 脉冲传递函数

6 控制系统的状态空间模型

6.1 状态空间和状态方程

6.2 控制系统状态空间表达式的建立

第3章 自动控制系统的性能分析

1 控制系统的瞬态响应及性能指标

1.1 系统基本概念

1.2 二阶系统的瞬态响应及性能指标

1.3 添加零点对二阶规范系统瞬态特性的影响

2 反馈控制系统的稳态误差

2.1 稳态误差的概念及计算

2.2 主扰动输入引起的稳态误差

2.3 降低稳态误差问题

3 控制系统的稳定性分析

3.1 劳斯－赫尔维茨稳定性判据

3.2 奈奎斯特稳定判据

3.3 采样系统的稳定性分析

3.4 李雅普诺夫稳定性理论

第4章 基于经典控制理论的自动控制系统设计

1 校正与综合的概念

1.1 校正的基本方式

1.2 串联校正的基本控制规律

2 频率法校正

2.1 串联超前校正

2.2 串联滞后校正

2.3 串联滞后－超前校正

2.4 期望频率特性法校正

3 根轨迹法校正

3.1 串联超前校正

3.2 串联滞后校正

3.3 并联校正

4 PID控制器

4.1 P1D控制器的概念

4.2 PID控制器参数的工程整定方法

4.3 采样系统的校正

第5章 基于状态空间模型的自动控制系统分析与设计

1 线性系统的运动分析

1.1 线性定常连续系统状态方程的解

1.2 线性时变连续系统状态方程的解

1.3 线性离散系统的运动分析

2 线性系统的能控性与能观性分析

2.1 线性系统的能控性分析

2.2 线性系统的能观性分析

2.3 对偶系统与对偶性原理

2.4 能控标准形与能观标准形

2.5 系统能控性、能观性与传递函数(矩阵)

2.6 线性系统的结构分解

3 线性定常系统的综合

3.1 系统的综合问题

3.2 状态反馈及极点配置

3.3 系统镇定问题

3.4 系统渐近跟踪问题

3.5 系统解耦控制问题

3.6 状态重构问题与状态观测器

3.7 引入状态观测器的状态反馈控制系统

3.8 线性二次型最优控制

第6章 智能控制

1 智能控制概述

1.1 智能控制的发展历史与现状

1.2 智能控制与传统控制的关系

1.3 智能控制的主要内容与当前的研究热点

2 模糊控制

2.1 模糊关系及其模糊推理

2.2 模糊控制系统原理

2.3 模糊控制器设计

2.4 模糊控制应用示例

3 神经网络控制

3.1 神经网络基本概念及学习算法

3.2 常用神经网络及学习算法

3.3 神经网络智能PID参数最优控制

3.4 液位系统实时控制示例

4 仿人智能控制

4.1 专家控制

4.2 仿人智能控制的原理

4.3 仿人比例控制算法

4.4 仿人智能积分控制算法

5 遗传算法

5.1 遗传算法的基本原理

5.2 遗传算法的特点

5.3 遗传算法的构成要素

5.4 遗传算法在控制器参数整定中的应用

5.4 D/A转换器与微机系统的连接

5.5 多路数字量的转换

5.6 典型D/A转换器简介

6 模拟量调理与功率放大

6.1 模拟量输入信号的滤波

6.2 模拟量放大技术

7 模拟量隔离技术

7.1 电磁耦合隔离放大器

7.2 光耦合隔离放大器

第5章 系统软件与控制软件

1 概述

1.1 软件与控制系统

1.2 控制计算机软件的分类

2 实时系统与实时软件

2.1 实时系统及其特点

2.2 实时系统的性能

2.3 实时系统的特征

2.4 实时操作系统

2.5 编程语言与实时软件

2.6 实时控制与软件

3 系统软件与控制软件结构

3.1 简单应用系统的软件结构

3.2 控制软件的中断机制

3.3 复杂应用系统的软件结构

3.4 基于客户端/服务器(c/①模式的结构

4 实时软件任务调度

4.1 实时任务与线程

4.2 实时控制软件中的任务调度

4.3 实时系统中的任务同步与通信

5 控制与处理软件

5.1 基本要素

5.2 输入信号转换与离散化

5.3 信号输入预处理

5.4 常用数字滤波

5.5 输入异常监测报警

5.6 输出信号处理

6 常规数字控制算法

6.1 控制运算概述

6.2 数字PID及其改进算法

6.3 软件控制模块的典型结构

6.4 常用算法模块

6.5 控制参数整定

7 高级控制技术

7.1 自整定PID

7.2 模糊逻辑控制

7.3 多模块的软连接与回路切换

8 系统组态与组态软件

8.1 控制组态

8.2 监控组态

8.3 组态软件与系统生成

9 实时数据库技术

9.1 实时数据库的定义

9.2 实时数据库体系结构

9.3 实时数据库访问与管理

10 实时多任务控制软件

10.1 MS—DOS操作系统下的任务调度

10.2 基于中断技术的实时控制软件任务分配

10.3 基于RTOS的实时控制软件

10.4 基于MS-Windows的准实时软件

10.5 实时控制软件的故障监测

11 实时控制软件分析设计方法

11.1 软件生命周期

11.2 软件分析设计方法，

11.3 面向对象的程序设计

11.4 基于构件技术的程序设计

12 实时控制软件开发

12.1 目标定义与可行性研究

12.2 需求分析

12.3 计算机控制系统软件的设计

12.4 编码与测试

12.5 任务与系统集成

12.6 软件应用与系统测试

12.7 软件系统维护

第6章 基本控制单元

1 基本控制单元及其特点

2 多功能控制器

2.1 多功能控制器原理与发展，

2.2 面向DCS的多功能控制器

2.3 多功能控制器的应用

3 可编程逻辑控制器PLC

3.1 PLC简介

3.2 PLC系统基本原理

3.3 PLC系统应用编程

4 嵌入式控制单元

4.1 采用微控制器的控制单元

4.2 采用DSP控制器的控制单元

4.3 采用嵌入式系统的控制单元

5 可编程自动控制器PAC

5.1 概述

5.2 可编程自动控制器PAC定义

5.3 PAC的特点

5.4 PAC硬件的两种结构

第7章分布式控制系统

1 工业控制网络概述

1.1 工业控制网络的特点

1.2 工业控制网络的基本要素

1.3 开放系统互连参考模型

1.4 DCS与FCS

2 现场通信总线与13CS组网

2.1 长线收发器

2.2 调制解调器

2.3 DCS组网

3 基于自组网(Ad-hoc)技术的分布式控制系统

3.1 中低速现场通信系统

3.2 基于工业以太网的控制系统

4 现场总线及其电气自动化系统

4.1 现场总线概述

4.2 典型现场总线——控制器局域网总线CAN

4.3 典型过程现场总线Profibus

4.4 基金会现场总线FF

5 分布式电气自动化应用系统

5.5 应用示例

第7章非线性系统控制与先进控制技术

1 导论

1.1 非线性系统的复杂性及特征

1.2 非线性系统控制的经典方法及局限性

1.3 非线性系统控制技术的新发展及存在的问题

2 经典控制理论中的非线性系统分析与控制

2.1 描述函数法

2.2 相平面法

3 反馈线性化控制

3.1 非线性系统精确线性化方法

3.2 非线性系统的近似线性化方法

3.3 应用实例.QQO

4 预测控制

4.1 预测控制基本原理

4.2 动态矩阵预测控制

4.3 应用实例

5 滑模变结构控制

5.1 滑模变结构控制的基本概念

5.2 滑模变结构控制的数学描述

5.3 不确定系统的滑模变结构控制

5.4 应用实例

6 鲁棒控制

6.1 稳定鲁棒性

6.2 基于频域的鲁棒控制

6.3 基于线性矩阵不等式的鲁棒控制

6.4 应用实例

参考文献

第3篇 计算机控制技术

第1章 绪论

1 计算机与计算机控制系统

1.1 计算机技术的发展

1.2 计算机控制系统

2 计算机控制系统组成与特点

2.1 计算机控制系统基本结构

2.2 数字控制器与控制计算机

2.3计算机控制系统的特点

3 计算机控制系统的开发

4 计算机控制技术与本篇章节安排

第2章 控制计算机与处理器

1 概述

2 工业控制计算机(IPC)

2.1 IPC组成及特点

2.2 CPU模板

2.3 I/O模板

3 微控制器

3.1 8位微控制器

3.2 16位微控制器

3.3 MCU的中断技术

4 DSP控制器

4.1 概述

4.2 DSP结构与工作原理

4.3 DSP的中断技术

5 嵌入式微处理器

5.1 概述

5.2 ARM的体系结构

5.3 ARM基本编程模型

5.4 其他嵌入式微处理器

6 多处理器与总线控制

6.1 概述

6.2 总线控制与仲裁

6.3 基于共享存储器的多处理器结构

6.4 基于SPI总线的多处理器结构

6.5 基于rC总线的多处理器结构

7 数据保护与人机接口

7.1 电源电压监视

7.2 存储器与数据保护

7.3 人机接口(MMI)

第3章 总线与通信接口

1 总线及其分类

1.1 总线的概念

1 2总线的分类

2 并行总线

2.1 并行总线的基本特性

2.2 总线与总线信号

2.3 典型总线的接口方式

3 串行通信

3.1 通信的基本概念

3.2 异步串行通信

3.3 同步串行通信

3.4通信控制器

4 串行总线接口

4.1 串行总线及其分类

4.2 串行总线接口标准

第4章 计算机输入/输出接口技术

1 开关量输入接口技术

1.1 开关量输入信号

1.2 开关量输入接口电路

2 开关量输出接口技术

2.1 开关量输出接口的功能

2.2 开关量输出接口电路

3 开关量I/O隔离与保护

3.1 光电耦合器件

3.2 大功率开关量输入接口电路

3.3 典型开关量输出接口电路

3.4 继电器型开关量输出接口电路

3.5 双向晶闸管隔离驱动电路

3.6 远距离信号的隔离传送

4 模拟量输入接口技术

4.1 A/D转换器的主要技术指标

4.2 A/D转换的方法和原理

4.3 A/D转换集成芯片的选择要点

4.4 A/D转换器与微机系统的连接

4.5 典型A/D转换器简介

4.6 电压/频率型A/D转换器

4.7 多路模拟开关及采样保持电路

5 模拟量输出接口技术

5.1 D/A转换器的主要技术指标

5.2 D/A转换的方法和原理

5.3 D/A转换集成芯片的选择要点

第4篇 电气传动控制系统

第5篇 装备制造电气自动化

第6篇 电气传动自动化的应用| 2100433B