本书共6章。第1章介绍了交流电机控制系统的整体概念和系统构成，并与直流电机控制系统进行了比较。第2章介绍了三相笼型感应电机和三相永磁同步电机在不同坐标系下的电压方程、运动方程和状态方程等数学模型，并在已知电机参数的条件下，运用Matlab软件对其进行了仿真。第3章介绍了三相电压型逆变器的构成、PWM等调制方法、死区时间的影响等应用时会碰到的实际问题。第4章介绍了感应电机控制系统转差频率矢量控制、基于磁链观测器的矢量控制、直接转矩控制、标量控制的构成和设计方法。其中，详细说明了电流控制器系数的选取方法和直接转矩控制中电压矢量查询表的构成原理，并以具体的电机参数为例，给出了这些控制系统的仿真结果。第5章介绍了永磁同步电机控制系统矢量控制和直接转矩控制的构成和设计方法。也以具体电机参数为例，给出了这些控制系统的仿真结果。第6章介绍了交流电机控制系统中的位置控制器和速度控制器的参数选取方法，并以具体实例，给出了速度和位置控制系统的仿真结果。

本书可供科研院所人员和从事此类研究开发工作的人员参考，也可供高等院校教师和研究生参考，亦可作为本科高年级学生选修课的参考书。

本书以三相笼型感应电机(1.H．)控制系统和三相永磁同步电机(PMSH)控制系统为例，主要阐述了电机数学模型．主电路与控制电路的构成，位置—速度—电流控制系统的设计与构成，通过理论与其相应Hatlab仿真数据相结合的方式，具体介绍了各自位置—速度—电流控制器的设计和构成方法，并给出了这些控制系统的仿真结果。

本书可作为高等院校相关专业的研究生教材，也可作为本科高年级学生选修课的参考书，还可供科研院所及从事此类研究开发工作的人员参考。

第1章 交流电机控制系统概述1

 1.1 交流电机控制系统的构成1

 1.2 交流电机控制系统与直流电机控制系统的比较2

 1.3 交流电机难以控制的原因3

 1.4 电机控制系统相关术语和定义4

1.4.1 电机相关术语和定义4

1.4.2 控制相关术语和定义5

1.4.3 系统性能相关术语和定义6

第2章 交流电机的电压方程和状态方程8

 2.1 感应电机的电压方程和转矩公式8

2.1.1 结构8

2.1.2 用三相交流变量表示的电压方程9

2.1.3 坐标变换10

2.1.4 三相交流坐标系到两相交流坐标系的变换11

2.1.5 用两相交流变量表示的电压方程12

2.1.6 两相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换13

2.1.7 两相交流静止坐标系下的电压方程14

2.1.8 两轴直流旋转坐标系下的电压方程15

2.1.9 Ｔ型等效电路17

2.1.10 转矩公式18

 2.2 永磁同步电机的电压方程和转矩公式18

2.2.1 结构18

2.2.2 用三相交流变量表示的电压方程19

2.2.3 用两相交流变量表示的电压方程20

2.2.4 两轴旋转坐标系下的电压方程21

2.2.5 稳态等效电路22

2.2.6 转矩公式22

 2.3 系统运动方程23

 2.4 感应电机的状态方程和仿真23

2.4.1 有关状态方程的基础知识23

2.4.2 感应电机的状态方程25

2.4.3 感应电机的Matlab仿真33

 2.5 永磁同步电机的状态方程和仿真40

2.5.1 永磁同步电机的状态方程40

2.5.2 永磁同步电机的Matlab仿真43

第3章 功率变换电路——三相电压型PWM逆变器52

 3.1 三相电压型PWM逆变器的基础知识52

3.1.1 什么是电压型逆变器52

3.1.2 什么是PWM53

3.1.3 三相电压型逆变器的基本构成和基本工作回路54

3.1.4 三相电压型逆变器的输出电压矢量55

3.1.5 三相电压型PAM逆变器的输出电压控制方法56

3.1.6 三相电压型PWM逆变器的输出电压控制方法56

 3.2 三相电压型PWM逆变器应用中的实际问题71

3.2.1 死区时间的影响和对策72

3.2.2 直流电源电压波动的影响和对策75

3.2.3 开关管在PWM方式下运行时的开关损耗75

 3.3 三相电压型PWM逆变器应用中的其他问题78

3.3.1 功率开关器件78

3.3.2 整流电路86

3.3.3 开关管驱动电路89

3.3.4 缓冲电路91

3.3.5 噪声滤波电路92

3.3.6 回馈电能放电电路94

第4章 感应电机控制系统95

 4.1 感应电机控制系统的构成95

 4.2 感应电机的矢量控制系统95

4.2.1 矢量控制的基本思路95

4.2.2 矢量控制的基础和分类97

4.2.3 转差频率矢量控制100

4.2.4 基于磁链观测器的矢量控制121

4.2.5 无速度传感器矢量控制133

4.2.6 矢量控制系统的实际构成方法136

4.2.7 三相交流坐标系下的电流控制141

 4.3 感应电机的直接转矩控制系统143

4.3.1 直接转矩控制的基本思路143

4.3.2 直接转矩控制与矢量控制之间的内在联系148

4.3.3 直接转矩控制与矢量控制的比较150

4.3.4 直接转矩控制系统的构成150

4.3.5 系统的Matlab仿真154

 4.4 感应电机的标量控制系统162

4.4.1 稳态等效电路和其相量图163

4.4.2 感应电机的电压频率协调控制系统165

4.4.3 感应电机的转差频率控制系统167

第5章 永磁同步电机控制系统170

 5.1 永磁同步电机控制系统的构成170

 5.2 永磁同步电机的矢量控制系统170

5.2.1 矢量控制的基本思路170

5.2.2 转子磁极位置的检测171

5.2.3 d、q两轴之间的解耦172

5.2.4 三相静止交流坐标系和两轴旋转直流坐标系之间的矢量变换173

5.2.5 电流控制器175

5.2.6 系统的整体构成178

5.2.7 系统的Matlab仿真178

5.2.8 系统的实际构成方法185

5.2.9 三相交流坐标系下的电流控制188

 5.3 永磁同步电机的直接转矩控制系统192

5.3.1 直接转矩控制的基本思路在永磁同步电机系统中的应用192

5.3.2 电枢磁链和输出转矩的估算195

5.3.3 系统的Matlab仿真196

5.3.4 d轴电枢电流为0的永磁同步电机直接转矩控制系统200

第6章 速度和位置控制系统的设计203

 6.1 速度控制系统的设计203

6.1.1 基本设计方法203

6.1.2 双自由度PI速度控制系统的设计方法223

 6.2 位置控制系统的设计227

6.2.1 系统的构成227

6.2.2 单轴直线运动的跟随性231

6.2.3 平面直线运动的跟随性232

6.2.4 圆弧运动的跟随性232

6.2.5 速度控制范围的确定234

参考文献235