電動機的單片機控制

電動機的數(shù)字控制是電動機控制的發(fā)展趨勢，用單片機對電動機進行控制是實現(xiàn)電動機數(shù)字控制最常用的手段。本書詳盡、系統(tǒng)地介紹了常用的直流電動機、交流電動機、步進電動機、無刷直流電動機、交流永磁同步伺服電動機的控制原理和采用單片機進行控制的方法，并給出了單片機控制電路和軟件。同時，還介紹了用于電動機驅動的常用功率元器件的特性和驅動電路，用于電動機閉環(huán)控制的常用傳感器的原理以及與單片機的接口電路，用于電動機優(yōu)化控制的數(shù)字PID與數(shù)字濾波的算法和編程。

王曉明，遼寧工業(yè)大學教授；

遼寧省自動化學會嵌入式系統(tǒng)委員會副主任委員；

遼寧省第六屆優(yōu)秀科技工作者；

遼寧工業(yè)大學學科帶頭人；

遼寧省省級精品課《單片機原理及接口技術》課程負責人：

德國Clausthal大學能源技術研究所(IEE)訪問學者。

作者長期從事運動控制、自動化控制的科研和教學工作，共獲得省、市級各種獎勵四項。

主要著作有“電動機的嵌入式控制叢書”。

其中，《電動機的單片機控制》一書獲得第六屆高校出版社優(yōu)秀暢銷書獎，該書的第2版被評為“普通高等教育‘十一五’國家級規(guī)劃教材”、“遼寧省普通高等學校精品教材”。

本書適合對電動機的單片機控制感興趣的初學者使用，可作為高校機電工程專業(yè)、電氣自動化專業(yè)和電氣工程專業(yè)的教材，還可供相關專業(yè)的工程技術人員作為自學用書。

中文名: 電動機的單片機控制作者: 王曉明

出版社: 北京航空航天大學出版社.

書號: 9787810771757.

發(fā)行時間: 2002年05月

地區(qū): 大陸

語言: 簡體中文

開本： 16

定價: 26.00 元

“十一五”國家級規(guī)劃教材的申請于 2005 年11月開始進行，分“指南類選題”和“非指南類選題”兩種。“指南類選題”是根據(jù)有關學科（專業(yè)）對教材的需求確定的，為計劃范圍內；而“非指南類選題”則屬于計劃范圍外的，申請時需要給出十分充分的選題理由，因此比“指南類選題”要求更嚴格。

《電動機的單片機控制》是關于電動機數(shù)字控制技術，是一門嶄新的技術，所以納入了“非指南類選題”申請。經過了國家教育部近一年時間的選拔和多次專家的嚴格評審，于 2006 年 8 月正式公布了錄用結果。這是我校第一部國家級規(guī)劃教材。優(yōu)秀教材的出版也標志該校教材建設水平達到了一個新的高度。

《電動機的單片機控制》2002年正式出版。該書多次被列入上?？萍紩陼充N書排行榜，2004年獲得大學出版社優(yōu)秀暢銷書二等獎，除了在大陸暢銷外，還在臺灣和香港書店熱銷，讀者遍及海內外。

由于市場需求，王曉明教授編寫的《電動機的單片機控制》第二版，于2007年出版。

電動機的單片機控制書摘和版權

電動機調速系統(tǒng)可分成三大部分，即控制、驅動、反饋。其中，在驅動部分起主要作用的就是電力電子開關器件。電動機調速的發(fā)展依賴于電力電子開關器件的發(fā)展，例如，功率晶體管（GTR）的出現(xiàn)使交流電動機變頻調速進入實用化。近十幾年來，電力電子開關器件發(fā)展十分迅猛，不斷出現(xiàn)的新型開關器件具有更優(yōu)越的性能。它們有些正在取代老的開關器件，如功率晶體管（GTR）逐漸被絕緣柵雙極晶體管（IGBT）取代；有些由于制造成本的問題，現(xiàn)在還不能普及，但更具有潛力。

目前，常用的電力電子開關器件有：可關斷晶閘管（GTO）、功率晶體管（GTR）、功率場效應管（MOSFET）、絕緣柵雙極晶體管（IGBT）。根據(jù)它們的特點，這些器件都有各自的應用范圍?？申P斷晶閘管仍然在大功率和超大功率領域占統(tǒng)治地位，功率晶體管和絕緣柵雙極晶體管在大、中功率方面占統(tǒng)治地位，功率場效應管在中、小功率領域具有較強的優(yōu)勢。本章將詳細介紹這些開關器件的性能和驅動電路。

電動機的單片機控制讀者評價

● “很專業(yè)，感覺看了這本書就可以玩變頻器了?！?

● “此書沒有設計深層的理論,是初學者入門的一本好書,各種電機的原理都有介紹,看完之后恍然大悟,很適合應用工程師?！?

● “這本書整體不錯，但程序不是用C寫的，這點不太好！”

● “覺得實踐部分有些少。有“十一五”教程的一般特性：很注重理論的講解?？墒?，倒地怎樣去用單片機控制，能達到什么效果，沒講出來。”

● “對于做單片機的同志來講，很有必要了解關于強電的知識，對有比較有幫助，但是每個人水平不一，不能統(tǒng)一認識，但是本人建議先抱著學習的心態(tài)來讀，書的好壞最后等自己學的NB了再論吧?！?

第1章機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎

1.1機電傳動系統(tǒng)的運動方程

1.2轉矩和轉動慣量的折算

1.3負載機械和電動機的機械特性

1.4機電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件

習題與思考題

第2章常用電力電子開關器件

2.1可關斷晶閘管的特性和參數(shù)

2.1.1可關斷晶閘管的原理和性能

2.1.2可關斷晶閘管的門極驅動電路

2.2功率晶體管的性能和應用

2.2.1功率晶體管的特性和參數(shù)

2.2.2功率晶體管的驅動

2.3功率場效應管的性能和應用

2.3.1功率場效應管的特性和參數(shù)

2.3.2功率場效應管的驅動

2.4絕緣柵雙極晶體管的性能和應用

2.4.1絕緣柵雙極晶體管的特性和參數(shù)

2.4.2絕緣柵雙極晶體管的驅動

2.5智能功率模塊的性能和應用

2.5.1智能功率模塊的結構

2.5.2智能功率模塊的自保護特性

2.5.3智能功率模塊的應用

習題與思考題

第3章C8051單片機對電動機控制的支持

3.1C8051F05/15單片機的特點

3.2C8051單片機的組成

3.2.1C8051單片機的結構

3.2.2中斷系統(tǒng)

3.2.3定時器/計數(shù)器

3.3C8051用于控制電動機時的輸入/輸出端口設置

3.4電動機控制中A/D轉換在C8051中的實現(xiàn)

3.5電動機控制中PWM和測頻在C8051中的實現(xiàn)

3.6C8051與5V電動機控制系統(tǒng)的接口方法

習題與思考題

第4章數(shù)字PID控制器與數(shù)字濾波

4.1模擬PID控制原理

4.2數(shù)字PID控制算法

4.2.1位置式PID控制算法

4.2.2增量式PID控制算法

4.2.3數(shù)字PID控制算法子程序

4.3數(shù)字PID的改進算法

4.3.1對積分作用的改進

4.3.2對微分作用的改進

4.4數(shù)字PID控制器參數(shù)的選擇方法和采樣周期的選擇

4.4.1參數(shù)的選擇方法

4.4.2采樣周期的選擇

4.5數(shù)字濾波技術

4.5.1算術平均值法

4.5.2移動平均濾波法

4.5.3防脈沖干擾平均值法

4.5.4數(shù)字低通濾波法

習題與思考題

第5章位移、角度、轉速檢測傳感器

5.1光柵位移檢測傳感器

5.1.1光柵傳感器的特點和分類

5.1.2光柵位移傳感器的組成

5.1.3光柵位移傳感器的工作原理

5.1.4光柵細分技術

5.1.5光柵位移傳感器與單片機的接口

5.2光電編碼盤角度檢測傳感器

5.2.1絕對式光電編碼盤

5.2.2增量式光電編碼盤

5.2.3光電編碼盤與單片機的接口

5.3直流測速發(fā)電機

5.3.1直流測速發(fā)電機的工作原理

5.3.2影響直流測速發(fā)電機輸出特性的因素及對策

5.3.3直流測速發(fā)電機與單片機的接口

習題與思考題

第6章直流電動機調速系統(tǒng)

6.1直流電動機電樞的PWM調壓調速原理

6.2直流電動機的不可逆PWM系統(tǒng)

6.2.1無制動的不可逆PWM系統(tǒng)

6.2.2有制動的不可逆PWM系統(tǒng)

6.3直流電動機雙極性驅動可逆PWM系統(tǒng)

6.3.1雙極性驅動可逆PWM系統(tǒng)的控制原理

6.3.2采用專用直流電動機驅動芯片LMD18200實現(xiàn)雙極性控制

6.4直流電動機單極性驅動可逆PWM系統(tǒng)

6.4.1受限單極性驅動可逆PWM系統(tǒng)的控制原理

6.4.2受限倍頻單極性驅動可逆PWM系統(tǒng)的控制原理146

6.4.3用單片機實現(xiàn)受限單極性控制

6.5小功率直流伺服系統(tǒng)

6.5.1LM629的功能和工作原理

6.5.2LM629的指令

6.5.3LM629的應用

習題與思考題

第7章交流異步電動機變頻調速系統(tǒng)

7.1交流異步電動機變頻調速原理

7.1.1交流異步電動機變頻調速原理

7.1.2主電路和逆變電路工作原理

7.2變頻與變壓

7.2.1問題的提出

7.2.2變頻與變壓的實現(xiàn)——SPWM調制波

7.2.3載波頻率的選擇

7.3變頻后的機械特性及其補償

7.3.1變頻后的機械特性

7.3.2U/F轉矩補償法

7.4SPWM波發(fā)生器SA4828芯片

7.4.1SA4828的工作原理

7.4.2SA4828的編程

7.5單片機控制交流異步電動機變頻調速應用舉例

7.5.1硬件接口電路

7.5.2編程舉例

習題與思考題

第8章步進電動機的單片機控制

8.1步進電動機的結構和工作原理

8.1.1步進電動機的分類與結構

8.1.2反應式步進電動機的工作原理

8.1.3二相混合式步進電動機的工作原理

8.2步進電動機的特性

8.2.1步進電動機的振蕩、失步及解決方法

8.2.2步進電動機的矩角特性

8.2.3步進電動機的矩頻特性

8.3步進電動機的驅動

8.3.1單電壓驅動

8.3.2雙電壓驅動

8.3.3斬波驅動

8.3.4細分驅動

8.3.5集成電路驅動

8.3.6雙極性驅動

8.4步進電動機的單片機控制

8.4.1脈沖分配

8.4.2速度控制

8.5步進電動機的運行控制

8.5.1位置控制

8.5.2加、減速控制

習題與思考題

第9章無刷直流電動機的原理及單片機控制

9.1無刷直流電動機的結構和原理

9.1.1無刷直流電動機的結構

9.1.2位置傳感器

9.1.3無刷直流電動機的工作原理

9.2無刷直流電動機的驅動

9.2.1三相無刷直流電動機全橋驅動的聯(lián)結方式

9.2.2無刷直流電動機的PWM控制方式

9.2.3正反轉和限流

9.3無刷直流電動機的單片機控制

9.3.1有位置傳感器無刷直流電動機的單片機控制

9.3.2無位置傳感器無刷直流電動機的單片機控制

習題與思考題

第10章交流永磁同步伺服電動機的

磁場定向矢量控制

10.1矢量控制技術

10.1.1矢量控制的基本思想

10.1.2矢量控制的坐標變換

10.2電壓空間矢量SVPWM技術

10.2.1電壓矢量與磁鏈矢量的關系

10.2.2基本電壓空間矢量

10.2.3鏈軌跡的控制

10.2.4t1、t2和t0的計算和扇區(qū)號的確定

10.3轉子磁場定向矢量控制

10.4用單片機實現(xiàn)交流永磁同步伺服電動機的磁場定向矢量控制

10.4.1交流伺服控制芯片的功能

10.4.2應用舉例

習題與思考題

參考文獻

……

電動機的單片機控制圖書信息

《新編電動機繞組展開圖冊》

作　者：王曉明 編

叢 書 名： 冷配在線

出 版 社：北京航空航天大學出版社

ISBN：9787512403437

出版時間：2011-03-01

版　次：3

頁　數(shù)：291

裝　幀：平裝

開　本：16開

電動機的單片機控制內容簡介

電動機的數(shù)字控制是電動機控制的發(fā)展趨勢，用單片機對電動機進行控制是實現(xiàn)電動機數(shù)字控制最常用的手段。王曉明編著的這本《電動機的單片機控制（第3版）》詳盡、系統(tǒng)地介紹了常用的直流電動機、交流電動機、步進電動機、無刷直流電動機、交流永磁同步伺服電動機的控制原理和采用單片機進行控制的方法，并給出了單片機控制電路和軟件。同時，還介紹了用于電動機驅動的常用功率元器件的特性和驅動電路，用于電動機閉環(huán)控制的常用傳感器的原理以及與單片機的接口電路，用于電動機優(yōu)化控？的數(shù)字PID與數(shù)字濾波的算法和編程。

《普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材：電動機的單片機控制（第3版）》適合對電動機的單片機控制感興趣的初學者使用，可作為高等院校機電工程專業(yè)、電氣自動化專業(yè)和電氣工程專業(yè)的教材，還可作為相關專業(yè)的工程技術人員的自學用書。

電動機的單片機控制作者簡介

王曉明，教授；遼寧省自動化學會嵌入式系統(tǒng)委員會副主任委員；遼寧省第六屆優(yōu)秀科技工作者；遼寧工業(yè)大學學科帶頭人；遼寧省省級精品課《單片機原理及接口技術》課程負責人：德國Clausthal大學能源技術研究所（IEE）訪問學者。作者長期從事運動控制、自動化控制的科研和教學工作，共獲得省、市級各種獎勵四項。

主要著作有“電動機的嵌入式控制叢書”。其中，《電動機的單片機控制》一書獲得第六屆高校出版社優(yōu)秀暢銷書獎，該書的第2版被評為“普通高等教育‘十一五’國家級規(guī)劃教材”、“遼寧省普通高等學校精品教材”。

電動機的單片機控制圖書目錄

緒論

第1章 機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎

1.1 機電傳動系統(tǒng)的運動方程

1.2 轉矩和轉動慣量的折算

1.3 負載機械和電動機的機械特性

1.4 機電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件

習題與思考題

第2章 常用電力電子開關器件

2.1 可關斷晶閘管的特性和參數(shù)

2.1.1 可關斷晶閘管的原理和性能

2.1.2 可關斷晶閘管的門極驅動電路

2.2 功率晶體管的性能和應用

2.2.1 功率晶體管的特性和參數(shù)

2.2.2 功率晶體管的驅動

2.3 功率場效應管的性能和應用

2.3.1 功率場效應管的特性和參數(shù)

2.3.2 功率場效應管的驅動

2.4 絕緣柵雙極晶體管的性能和應用

2.4.1 絕緣柵雙極晶體管的特性和參數(shù)

2.4.2 絕緣柵雙極晶體管的驅動

2.5 智能功率模塊的性能和應用

2.5.1 智能功率模塊的結構

2.5.2 智能功率模塊的自保護特性

2.5.3 智能功率模塊的應用

習題與思考題

第3章 C8051單片機對電動機控制的支持

3.1 C8051F05/15單片機的特點

3.2 C8051單片機的組成

3.2.1 C8051單片機的結構

3.2.2 中斷系統(tǒng)

3.2.3 定時器/計數(shù)器

3.3 C8051用于控制電動機時的輸入/輸出端口設置

3.4 電動機控制中A/D轉換在C8051中的實現(xiàn)

3.5 電動機控制中PWM和測頻在C8051中的實現(xiàn)

3.6 C8051與5V電動機控制系統(tǒng)的接口方法

習題與思考題

第4章 數(shù)字PID控制器與數(shù)字濾波

4.1 模擬PID控制原理

4.2 數(shù)字PID控制算法

4.2.1 位置式PID控制算法

4.2.2 增量式PID控制算法

4.2.3 數(shù)字PID控制算法子程序

4.3 數(shù)字PID的改進算法

4.3.1 對積分作用的改進

4.3.2 對微分作用的改進

4.4 數(shù)字PID控制器參數(shù)的選擇方法和采樣周期的選擇

4.4.1 參數(shù)的選擇方法

4.4.2 采樣周期的選擇

4.5 數(shù)字濾波技術

4.5.1 算術平均值法

4.5.2 移動平均濾波法

4.5.3 防脈沖干擾平均值法

4.5.4 數(shù)字低通濾波法

習題與思考題

第5章 位移、角度、轉速檢測傳感器

5.1 光柵位移檢測傳感器

5.1.1 光柵傳感器的特點和分類

5.1.2 光柵位移傳感器的組成

5.1.3 光柵位移傳感器的工作原理

5.1.4 光柵細分技術

5.1.5 光柵位移傳感器與單片機的接口

5.2 光電編碼盤角度檢測傳感器

5.2.1 絕對式光電編碼盤

5.2.2 增量式光電編碼盤

5.2.3 光電編碼盤與單片機的接口

5.3 直流測速發(fā)電機

5.3.1 直流測速發(fā)電機的工作原理

5.3.2 影響直流測速發(fā)電機輸出特性的因素及對策

5.3.3 直流測速發(fā)電機與單片機的接口

習題與思考題

第6章 直流電動機調速系統(tǒng)

5.2 光電編碼盤角度檢測傳感器

5.2.1 絕對式光電編碼盤

5.2.2 增量式光電編碼盤

5.2.3 光電編碼盤與單片機的接口

5.3 直流測速發(fā)電機

5.3.1 直流測速發(fā)電機的工作原理

5.3.2 影響直流測速發(fā)電機輸出特性的因素及對策

5.3.3 直流測速發(fā)電機與單片機的接口

習題與思考題

第6章 直流電動機調速系統(tǒng)

6.1 直流電動機電樞的PWM調壓調速原理

6.2 直流電動機的不可逆PWM系統(tǒng)

6.2.1 無制動的不可逆PWM系統(tǒng)

6.2.2 有制動的不可逆PWM系統(tǒng)

6.3 直流電動機雙極性驅動可逆PWM系統(tǒng)

6.3.1 雙極性驅動可逆PWM系統(tǒng)的控制原理

6.3.2 采用專用直流電動機驅動芯片LMD18200實現(xiàn)雙極性控制

6.4 直流電動機單極性驅動可逆PWM系統(tǒng)

6.4.1 受限單極性驅動可逆PWM系統(tǒng)的控制原理

6.4.2 受限倍頻單極性驅動可逆PWM系統(tǒng)的控制原理

6.4.3 用單片機實現(xiàn)受限單極性控制

6.5 小功率直流伺服系統(tǒng)

6.5.1 LM629的功能和工作原理

6.5.2 LM629的指令

6.5.3 LM629的應用

習題與思考題

第7章 交流異步電動機變頻調速系統(tǒng)

7.1 交流異步電動機變頻調速原理

7.1.1 交流異步電動機調速原理

7.1.2 主電路和逆變電路工作原理

7.2 變頻與變壓

7.2.1 問題的提出

7.2.2 變頻與變壓的實現(xiàn)——SPWM調制波

7.2.3 載波頻率的選擇

7.3 變頻后的機械特性及其補償

7.3.1 變頻后的機械特性

7.3.2 U/f轉矩補償法

7.4 SPWM波發(fā)生器SA4828芯片

7.4.1 SA4828的工作原理

7.4.2 SA4828的編程

7.5 單片機控制交流異步電動機變頻調速應用舉例

7.5.1 硬件接口電路

7.5.2 編程舉例

習題與思考題

第8章 步進電動機的單片機控制

8.1 步進電動機的結構和工作原理

8.1.1 步進電動機的分類與結構

8.1.2 反應式步進電動機的工作原理

8.1.3 二相混合式步進電動機的工作原理

8.2 步進電動機的特性

8.2.1 步進電動機的振蕩、失步及解決方法

8.2.2 步進電動機的矩角特性

8.2.3 步進電動機的矩頻特性

8.3 步進電動機的驅動

8.3.1 單電壓驅動

8.3.2 雙電壓驅動

8.3.3 斬波驅動

8.3.4 細分驅動

8.3.5 集成電路驅動

8.3.6 雙極性驅動

8.4 步進電動機的單片機控制

8.4.1 脈沖分配

8.4.2 速度控制

8.5 步進電動機的運行控制

8.5.1 位置控制

8.5.2 加、減速控制

習題與思考題

第9章 無刷直流電動機的原理及單片機控制

9.1 元刷直流電動機的結構和原理

9.1.1 無刷直流電動機的結構

9.1.2 位置傳感器

9.1.3 無刷直流電動機的工作原理

9.2 無刷直流電動機的驅動

9.2.1 三相無刷直流電動機全橋驅動的連接方式

9.2.2 無刷直流電動機的PWM控制方式

9.2.3 正反轉

9.3 無刷直流電動機的單片機控制

9.3.1 有位置傳感器無刷直流電動機的單片機控制

9.3.2 無位置傳感器無刷直流電動機的單片機控制

習題與思考題

第10章 交流永磁同步伺服電動機的磁場定向矢量控制

10.1 矢量控制技術

10.1.1 矢量控制的基本思想

10.1.2 矢量控制的坐標變換

10.2 電壓空間矢量SVPWM技術

10.2.1 電壓矢量與磁鏈矢量的關系

10.2.2 基本電壓空間矢量

10.2.3 鏈軌跡的控制

10.2.4 t1、t2、t0的計算和扇區(qū)號的確定

10.3 轉子磁場定向矢量控制

10.4 用單片機實現(xiàn)交流永磁同步伺服電動機的磁場定向矢量控制

10.4.1 交流伺服控制芯片的功能

10.4.2 應用舉例

習題與思考題

參考文獻

電動機的數(shù)字控制是電動機控制的發(fā)展趨勢，用單片機對電動機進行控制是實現(xiàn)電動機數(shù)字控制最常用的手段。王曉明編著的這本《電動機的單片機控制(第3版)》詳盡、系統(tǒng)地介紹了常用的直流電動機、交流電動機、步進電動機、無刷直流電動機、交流永磁同步伺服電動機的控制原理和采用單片機進行控制的方法，并給出了單片機控制電路和軟件。同時，還介紹了用于電動機驅動的常用功率元器件的特性和驅動電路，用于電動機閉環(huán)控制的常用傳感器的原理以及與單片機的接口電路，用于電動機優(yōu)化控

作　者：王曉明　編著 出 版 社：北京航空航天大學出版社

出版時間：2011-3-1

版　次：3頁　數(shù)：291字　數(shù)：426000 印刷時間：2011-3-1開　本：16開紙　張：膠版紙 印　次：1I S B N：9787512403437包　裝：平裝