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　　内容简介

　　本书将理论和实践结合在一起，一方面先从理论上阐明基本原理，然后结合实际应用介绍理论实现的过程和方法，比如电流环控制器、电流控制策略与滤波器相关设计部分。另一方面，选取一些实际生产中常用的问题，然后推导其中蕴含的理论知识，进一步加深理解，比如主动发电原理分析、主动短路分析等。 除此之外，本书还详细介绍了参数辨识和观测器在电机控制中的实际应用，包括电阻、电感、磁链等参数的辨识，负载转矩观测器、电压扰动观测器以及旋变的软件解码等。本书中的所有问题都来源于电机产品开发实战，具有较好的应用价值和实践指导意义。并且可以提供相关源代码和仿真模型。

　　作者简介

　　李贵：电机控制算法专家，一直从事电机控制相关产品软件和算法开发。目前就职于深圳华生电机，担任电机算法专家。童维勇：长期从事变频器、新能源汽车电机控制器、伺服驱动器等产品的开发和管理工作，先后就职于世界500强艾默生网络能源、英威腾电气等电机控制领域领先企业，现任深圳市雷赛智能控制股份有限公司驱动研发中心软件总监。工作期间在国家级期刊发表论文2篇，申请发明专利20余项，已授权14项，承接深圳市技术攻关项目1项。

　　目录

　　第1章 电流检测与电流控制 / 1

　　1.1 电流采样 / 1

　　1.1.1 电流采样点的选择 / 1

　　1.1.2 电流计算与标幺化 / 3

　　1.2 电流PI 控制器设计 / 4

　　1.2.1 基础设计 / 4

　　1.2.2 进阶设计 / 11

　　1.3 实战案例 / 18

　　1.3.1 反电势谐波补偿 / 18

　　1.3.2 注入谐波电流 / 22

　　第2章 电流控制策略与标定 / 24

　　2.1 电流控制策略 / 25

　　2.1.1 MTPA 控制 / 26

　　2.1.2 MTPV 控制 / 28

　　2.1.3 最小铜耗控制 / 31

　　2.1.4 最小铁耗控制 / 32

　　2.1.5 最高效率控制 / 34

　　2.2 实战案例 / 34

　　2.2.1 基于转速标定电机 / 34

　　2.2.2 基于磁链标定电机 / 35

　　第3章 数字滤波算法及实践 / 38

　　3.1 常用IIR 滤波器 / 38

　　3.1.1 模拟原型 / 39

　　3.1.2 实现结构 / 42

　　3.1.3 一阶低通滤波器 / 44

　　3.1.4 二阶低通滤波器 / 47

　　3.1.5 陷波器 / 48

　　3.1.6 高阶低通滤波器 / 49

　　3.2 常用FIR 滤波器 / 50

　　3.2.1 低通滤波 / 50

　　3.2.2 滑动平均滤波器 / 51

　　3.2.3 中值滤波 / 55

　　3.3 数字滤波器独有的特点 / 57

　　3.3.1 频响周期性 / 57

　　3.3.2 频响纹波 / 58

　　3.3.3 混叠问题 / 59

　　3.3.4 输出静差问题 / 59

　　3.4 参数取舍 / 60

　　3.4.1 响应时间与超调 / 60

　　3.4.2 相位滞后 / 61

　　3.5 实战案例 / 62

　　3.5.1 三阶低通滤波器汇编实现 / 62

　　3.5.2 电机转速滤波 / 66

　　3.5.3 温度变结构滤波 / 68

　　3.5.4 母线电流滤波 / 69

　　第4章 估计观测算法及实践 / 71

　　4.1 预备知识 / 71

　　4.1.1 状态反馈 / 71

　　4.1.2 状态观测 / 72

　　4.2 龙伯格观测器 / 74

　　4.2.1 电机速度观测 / 74

　　4.2.2 观测器离散化 / 76

　　4.2.3 估计过程 / 77

　　4.3 实战之扰动观测补偿 / 78

　　4.4 实战之机械谐振抑制 / 81

　　4.4.1 谐振建模分析 / 81

　　4.4.2 实践案例 / 82

　　4.4.3 系统校正 / 83

　　4.4.4 等效惯量 / 84

　　4.4.5 主动阻尼 / 86

　　4.5 实战之旋变软件解算 / 88

　　4.5.1 激励信号的生成 / 89

　　4.5.2 输出信号的解调 / 94

　　4.5.3 反正切解算 / 99

　　4.5.4 PLL 跟踪环路解算 / 101

　　4.5.5 性能测试 / 110

　　4.6 实战之IGBT 的PN 结结温估算 / 114

　　4.6.1 热传导原理与建模 / 115

　　4.6.2 导通损耗的计算 / 117

　　4.6.3 开关损耗的计算 / 119

　　4.6.4 离散化建模仿真 / 121

　　第5章 参数辨识算法及实践 / 124

　　5.1 电阻辨识 / 124

　　5.1.1 原理分析 / 124

　　5.1.2 实现过程 / 125

　　5.1.3 数据处理 / 126

　　5.1.4 实际计算 / 127

　　5.2 电感辨识 / 129

　　5.2.1 原理分析 / 129

　　5.2.2 脉宽调整 / 130

　　5.2.3 采样计算 / 131

　　5.3 反电势辨识 / 133

　　5.3.1 原理分析 / 133

　　5.3.2 实现过程 / 134

　　5.3.3 实际计算 / 135

　　5.4 PMSM 初始角辨识 / 136

　　5.4.1 原理分析 / 136

　　5.4.2 电压脉宽 / 137

　　5.4.3 电流检测 / 139

　　5.4.4 辨识结果 / 142

　　5.5 旋变初始角辨识 / 143

　　5.5.1 原理分析 / 143

　　5.5.2 实现过程 / 144

　　5.5.3 实际计算 / 144

　　第6章 实际应用分析 / 146

　　6.1 功率流图的应用 / 146

　　6.2 同步电机不可控发电分析 / 148

　　6.3 同步电机可控发电分析 / 149

　　6.3.1 发电时空矢量图 / 149

　　6.3.2 电流回馈细节 / 150

　　6.4 同步电机短路制动 / 153

　　6.5 同步电机缺相运行 / 155

　　6.6 低频热保护 / 157

　　6.7 过载保护 / 158

　　6.8 PWM 供电实践要点 / 158

　　6.8.1 PWM 电压波形 / 158

　　6.8.2 PWM 实测波形 / 161

　　6.8.3 电流纹波 / 164

　　6.8.4 窄脉冲消除 / 165

　　6.8.5 死区补偿 / 165