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内容大纲
随着科学技术的不断发展，对永磁无刷直流电机调速系统转速和转矩的性能要求越来越高。各种传统的控制方法也伴随着科学发展和技术进步不断更新，许多经典的控制方法在新技术硬件平台上获得了比以往更优良的性能。特别是数字信号处理器和可编程逻辑器件的出现，极大地推动了永磁无刷直流电机控制技术不断向集成化、智能化方向发展。
本书探讨了永磁无刷直流电机及其控制技术的最新进展和应用。主要着眼于电机结构、原理、高效率控制方法、电子电路设计、高精度转速控制、无位置传感器控制、换相误差校正、转矩脉动抑制和磁悬浮储能飞轮应用等关键领域。通过深入介绍、分析和实际案例展示，旨在帮助读者深刻理解永磁无刷直流电机技术，满足不断增长的高性能需求。
本书既适用于电机控制系统的设计和研发人员，又可作为工程技术人员的技术参考书和高校电气工程、自动化等相关专业研究生的参考书。 -
作者介绍
刘刚，北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院教授、博士生导师。长期从事磁悬浮惯性执行机构、高速磁悬浮电机及应用和超高灵敏原子磁场测量研究，攻克了多项技术难题，取得了具有国际先进水平的创新性研究成果。2007年获国家技术发明一等奖（排名第2），2008年入选教育部新世纪优秀人才计划，2010年获第十一届“中国青年科技奖”，2016年获国防技术发明一等奖（排名第一）和教育部技术发明一等奖（排名第一），2017年获国家技术发明二等奖（排名第一）。2016年当选“长江学者”特聘教授。获授权国家发明专利45项，发表论文60余篇，出版专著一部。 -
目录
第2版前言
第1版前言
第1章 绪论
1.1 无刷直流电机的特点
1.2 无刷直流电机的结构和工作原理
1.2.1 无刷直流电机的结构
1.2.2 无刷直流电机的原理
1.2.3 转子位置传感器
1.3 无刷直流电机的运行特性
1.4 无刷直流电机的正反转
1.5 永磁无刷直流电机的设计
1.6 永磁无刷直流电机的控制
1.7 高速永磁无刷直流电机在磁悬浮飞轮中的应用
参考文献
第2章 永磁无刷直流电机的数学模型及仿真研究
2.1 永磁无刷直流电机的数学模型
2.2 永磁无刷直流电机的Simulink仿真
2.2.1 无刷直流电机模块
2.2.2 三相逆变桥模块
2.2.3 逻辑换相模块
2.2.4 控制模块
2.3 仿真结果
2.4 永磁无刷直流电机模糊逻辑控制系统仿真
2.4.1 电机转速的模糊逻辑控制器设计方法
2.4.2 制作模糊控制响应表
2.4.3 模糊逻辑推理系统的仿真研究
2.5 本章小结
参考文献
第3章 永磁无刷直流电机的电子电路
3.1 永磁无刷直流电机的功率放大电路
3.1.1 功率晶体管放大电路设计
3.1.2 功率MOSFET驱动电路设计
3.2 永磁无刷直流电机控制专用集成电路
3.2.1 MC33035引脚功能和主要参数介绍
3.2.2 MC33035换相控制技术
3.2.3 MC33035的过电流保护电路
3.2.4 MC33035的驱动输出电路
3.2.5 基于MC33035的永磁无刷直流电机控制系统设计
3.3 永磁无刷直流电机数字控制电路
3.3.1 基于TMS320LF2407A DSP的控制电路
3.3.2 基于TMS320F2812 DSP的控制电路
3.3.3 基于FPGA的永磁无刷直流电机控制电路
3.4 本章小结
参考文献
第4章 永磁无刷直流电机转矩脉动和铁耗抑制
4.1 永磁无刷直流电机的转矩脉动
4.1.1 永磁无刷直流电机的换相转矩脉动分析
4.1.2 永磁无刷直流电机的转矩脉动抑制方法
4.2 永磁无刷直流电机的铁耗分析
4.3 永磁无刷直流电机变压控制系统
4.3.1 变压控制原理
4.3.2 控制系统组成
4.3.3 实验结果及分析
4.4 永磁无刷直流电机双极性控制系统
4.4.1 双极性控制原理
4.4.2 控制系统组成
4.4.3 实验结果及分析
4.5 Buck变换器电机控制系统
4.5.1 Buck变换器电机控制系统设计与仿真
4.5.2 Buck变换器的电机数字控制系统设计
4.5.3 基于Buck变换器的高速电机试验
4.5.4 Buck变换器软开关电路分析与设计
4.6 本章小结
参考文献
第5章 永磁无刷直流电机锁相环速度控制技术
5.1 锁相环速度控制原理
5.1.1 电机锁相转速控制系统的鉴相器
5.1.2 电机的转矩控制
5.2 电机专用锁相环控制器
5.2.1 TC9242的引脚功能和主要参数介绍
5.2.2 TC9242的工作原理
5.3 模拟电路锁相环速度控制系统
5.3.1 基于电流环和锁相环的电机双模速度控制系统
5.3.2 无刷直流电机恒流驱动研究
5.3.3 高转速电机稳速控制器设计
5.3.4 模块间自动切换电路的实现
5.4 永磁无刷直流电机锁相试验
5.4.1 永磁无刷直流电机升降速试验
5.4.2 永磁无刷直流电机锁相稳速试验
5.5 快速锁相稳速控制
5.5.1 电流环
5.5.2 快速锁相环电路
5.5.3 锁相稳速切换电路
5.6 无位置传感器永磁无刷直流电机锁相环速度控制系统
5.7 软件锁相环速度控制参数优化设计
5.8 本章小结
参考文献
第6章 永磁无刷直流电机无位置传感器控制
6.1 常用无位置传感器检测原理
6.1.1 反电动势过零点的检测方法
6.1.2 反电动势3次谐波检测方法
6.1.3 阈值比较检测方法
6.2 TDA5142T无位置传感器永磁无刷直流电机专用控制器
6.2.1 TDA5142T的调速原理
6.2.2 TDA5142T的换相技术
6.2.3 TDA5142T的起动技术
6.2.4 TDA5142T电机速度控制电路
6.2.5 实验结果
6.3 ML4425无位置传感器永磁无刷直流电机专用控制器
6.3.1 控制器的选用
6.3.2 ML4425引脚功能
6.3.3 ML4425关键技术分析
6.3.4 ML4425外围电路的参数选取
6.3.5 ML4425应用于高速电机的起动技术
6.4 永磁无刷直流电机无位置传感器DSP控制系统
6.4.1 小电枢电感永磁无刷直流电机无位置传感器控制方法
6.4.2 无位置传感器检测硬件系统的实现
6.4.3 无位置传感器控制系统软件设计
6.4.4 实验结果与结论
6.5 本章小结
参考文献
第7章 永磁无刷直流电机换相误差校正
7.1 换相误差校正方法分类
7.1.1 换相误差开环校正方法
7.1.2 换相误差闭环校正方法
7.2 换相误差分析
7.2.1 过零点检测引起的换相误差
7.2.2 反电动势非对称引起的换相误差
7.3 基于电流积分偏差的对称反电动势电机的换相误差校正
7.3.1 准确换相时的电流特性分析
7.3.2 超前换相时的电流特性分析
7.3.3 滞后换相时的电流特性分析
7.3.4 换相误差闭环校正方法
7.4 基于电压积分偏差的对称反电动势电机的换相误差校正
7.4.1 准确换相时的虚拟中性点电压分析
7.4.2 超前换相时的虚拟中性点电压分析
7.4.3 滞后换相时的虚拟中性点电压分析
7.4.4 基于虚拟中性点电压积分差值的换相误差闭环校正方法
7.5 基于电流偏差的换相误差校正
7.5.1 换相误差校正原理
7.5.2 换相误差校正方法
7.6 基于电压偏差的换相误差校正
7.6.1 换相误差校正原理
7.6.2 换相误差校正方法
7.7 本章小结
参考文献
第8章 稀土永磁无刷直流力矩电机控制
8.1 伺服控制系统的硬件设计
8.1.1 硬件总体方案设计
8.1.2 控制电路设计
8.1.3 功率驱动电路设计
8.1.4 位置检测电路设计
8.2 伺服控制系统的软件设计
8.2.1 伺服控制系统的主程序结构
8.2.2 各子功能模块的实现
8.3 低速转矩脉动的分析和抑制
8.3.1 PWM-ON-PWM方式
8.3.2 换相期间调制方式对转矩脉动的影响
8.3.3 PWM-ON-PWM方式的应用局限
8.4 试验测试及结果分析
8.4.1 试验测试
8.4.2 结果分析
8.5 本章小结
参考文献
第9章 稀土永磁无刷直流电机发电运行控制
9.1 稀土永磁无刷直流电机发电运行
9.1.1 概述
9.1.2 能量转换方法
9.2 储能基本原理
9.2.1 飞轮储能系统能量流动过程
9.2.2 飞轮储能系统动能储存原理
9.3 飞轮储能系统基本组成
9.3.1 飞轮储能系统的基本结构
9.3.2 飞轮储能系统核心构件设计
9.4 发电运行的控制系统设计
9.4.1 控制原理及总体方案
9.4.2 系统的硬件设计
9.4.3 电路设计实现
9.4.4 系统的软件设计
9.4.5 控制算法的具体实现
9.5 试验测试及结果分析
9.6 本章小结
参考文献
第10章 新型永磁无刷直流电机电磁场的分析与计算
10.1 计算漏磁系数和极弧系数的意义
10.2 永磁无刷直流电机二维电磁场分析
10.2.1 分析模型
10.2.2 气隙径向磁场的分析及相关参数计算
10.2.3 气隙轴向磁场的分析及相关参数计算
10.2.4 气隙磁场的分析及相关参数计算
10.3 永磁无刷直流电机三维电磁场分析
10.3.1 分析模型
10.3.2 等效气隙磁通密度计算系数
10.3.3 等效漏磁系数
10.3.4 计算结果
10.4 相关讨论
10.4.1 隔磁环对电机磁场的影响
10.4.2 Halbach磁体结构电机的电磁场研究
10.5 样机电磁设计及结果分析
10.5.1 电机二维电磁场及三维电磁场电磁参数计算结果比较
10.5.2 气隙磁通密度的计算方法
10.6 本章小结
参考文献
附录 源代码
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