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第1章 机电系统简介1

习题8

参考文献9

第2章 机电系统和设备的分析10

2.1分析和建模简介10

2.2机电运动设备中的能量转换和力的产生原理12

2.3电磁学简介20

2.4电磁学基础23

2.5经典力学及应用30

2.5.1牛顿力学30

2.5.2拉格朗日运动方程37

2.5.3汉密尔顿运动方程49

2.6电磁学和经典力学在机电系统中的应用51

2.7MATLAB环境下的系统仿真66

习题87

参考文献89

第3章 电力电子技术92

3.1运算放大器92

3.2功率放大器和功率变换器97

3.2.1功率放大器和模拟控制器97

3.2.2开关型变换器：Buck变换器101

3.2.3升压变换器105

3.2.4升压器变换器111

3.2.5Cuk变换器111

3.2.6反激和正激变换器113

3.2.7谐振和开关变换器116

习题120

参考文献121

第4章 直流电机和运动装置122

4.1永磁直流电机122

4.1.1径向结构永磁直流电机122

4.1.2永磁直流电机的仿真和实验研究129

4.1.3由永磁直流电动机驱动的永磁直流发电机134

4.1.4含电力电子的机电系统140

4.2轴向结构永磁直流电机145

4.2.1轴向结构永磁直流电机的基本原理145

4.2.2轴向结构硬盘驱动器149

4.3机电运动装置：综合和分类158

习题160

参考文献161

第5章 异步电动机162

5.1异步电动机原理、分析和控制162

5.1.1异步电动机简介162

5.1.2两相异步电动机用于机械变速163

5.1.3异步电动机Lagrange运动方程171

5.1.4异步电动机转矩-速度特性和控制174

5.1.5异步电动机分析中的高级主题185

5.1.6三相异步电动机基于电机变量的建模193

5.2用dq坐标变量的异步电动机特性与分析203

5.2.1任意、静止、转子、同步参考系203

5.2.2任意参考坐标系下的异步电动机206

5.2.3同步参考坐标系下的异步电动机215

5.3在MATLAB环境下的异步电动机仿真与分析217

5.4变流器228

习题235

参考文献238

第6章 同步电机239

6.1同步电机简介239

6.2径向结构同步磁阻电动机241

6.2.1单相同步磁阻电动机241

6.2.2三相同步磁阻电动机245

6.3径向结构永磁同步电机254

6.3.1两相永磁同步电动机和步进电动机254

6.3.2径向结构三相永磁同步电机263

6.3.3永磁同步电机在任意、转子和同步参考坐标系下的数学模型282

6.3.4永磁同步电机分析的拓展288

6.4轴向结构永磁同步电机300

6.5传统三相同步电机311

习题331

参考文献332

第7章 机电系统和比例-积分-微分控制334

7.1机电系统动力学334

7.2运动方程：用状态空间和传递函数描述的机电系统338

7.3机电系统的模拟控制342

7.3.1模拟PID控制342

7.3.2永磁直流电动机机电系统的PID控制349

7.4机电系统的数字控制359

7.4.1数字PID控制算法和传递函数359

7.4.2永磁直流电动机数字机电伺服系统366

习题373

参考文献374

第8章 机电系统的先进控制375

8.1哈密顿-雅可比理论与机电系统的最优控制375

8.2线性机电系统的稳定性问题379

8.3线性机电系统的跟踪控制387

8.4状态变换方法和跟踪控制389

8.5机电系统的时间最优控制393

8.6滑模控制395

8.7非线性机电系统的约束控制401

8.8利用非二次性能泛函实现最优化405

8.9李雅普诺夫理论在机电系统分析和控制中的应用414

8.10用汉密尔顿雅克比理论控制线性离散时间的机电系统422

8.10.1线性离散时间系统422

8.10.2受约束的离散时间的机电系统的约束最优化426

8.10.3离散时间系统的跟踪控制430

习题431

参考文献432