中国电气工程大典 第15卷 电气传动自动化

序前言本卷前言第1篇 概论第1章 概述1 电气自动化系统及其结构1.1 电气自动化系统1.2 两类电气自动化系统1.3 电气传动自动化系统结构1.4 数据通信和网络1.5 电气传动、电力电子和数字控制2 本卷内容概述第2章 技术标准1 电气传动系统与设备的现行标准体系1.1 电气传动系统与设备专业的标准体系1.2 电气传动系统与设备的国际标准体系1.3 常用的国内外技术标准对照简况2 电气控制设备2.1 范围2.2 技术要求2.3 主要试验3 交流电动机电力电子软起动装置3.1 范围3.2 技术要求3.3 主要试验4 低压直流调速电气传动系统4.1 范围4.2 技术要求4.3 专门试验5 低压交流变频电气传动系统5.1 范围5.2 技术要求5.3 专门试验6 1－35kV交流调速电气传动系统6.1 范围6.2 技术要求6.3 主要试验项目7 调速电气传动系统的电磁兼容7.1 范围7.2 技术要求8 调速电气传动系统的安全要求8.1 范围8.2 技术要求9 调速电气传动系统带负荷运行和对应额定电流形式的选择9.1 范围9.2 技术要求10 船用电气传动控制设备11 热带用电气传动控制设备11.1 气候防护类型及使用环境条件11.2 热带电工产品环境的技术要求11.3 热带电工产品的结构与设计简要要求11.4 材料的选用简要要求11.5 工艺防护简要要求12 电工电子产品的产品认证12.1 产品质量认证的三个层级12.2 合格认证和安全认证12.3 自愿性认证和强制性认证12.4 质量认证的基本原则12.5 我国产品认证概况12.6 中国强制性产品认证的基本环节12.7 申请产品认证需提供的主要技术资料附表：常用标准目录第3章 电磁兼容性与可靠性电磁兼容性概述1.1 静电放电1.2 辐射电磁场1.3 电快速瞬变脉冲群2 抗干扰技术2.1 抗干扰设计的基本原则2.2 噪声的分类2.噪声的传递方式2.4 抗干扰的基本措施2.5 抗干扰设计的检查细则3 常见噪声的抑制3.1 电网噪声的抑制3.2 直流电源噪声的抑制3.3 静电放电噪声的抑制3.4 模拟电路噪声的抑制3.5 数字电路的抗干扰设计4 设备安装的抗干扰技术4.1 设备的内部装配要求4.2 设备的外部安装要求4.3 系统的接地技术5 可靠性5.1 可靠性的定义5.2 可靠性的指标5.3 系统可靠性的预计5.4 冗余系统5.5 提高设备可靠性的措施参考文献第2篇 电气自动控制策略第1章 概论自动控制的基本原理1.1 控制系统实例1.2 控制系统框图2 自动控制系统的分类2.1 基于系统的控制结构分类2.2 基于传输信号的性质分类2.3 基于输入信号的变化规律分类2.4 基于系统的数学模型分类2.5 其他分类方法3 对控制系统的基本要求3.1 稳定性3.2 动态性能3.3 稳态性能4 自动控制理论的发展4.1 经典控制理论4.2 现代控制理论4.3 大系统理论4.4 智能控制第2章 自动控制系统的建模1 导论1.1 数学模型1.2 系统建模2 控制系统的微分方程2.1 微分方程的建立2.2 非线性方程的线性化3 控制系统的传递函数3.1 传递函数的概念及性质3.2 典型环节的开环传递函数3.3 控制系统的结构图3.4 控制系统的闭环传递函数4 控制系统的频率特性4.1 频率特性的概念4.2 开环频率特性4.3 闭环频率特性5 采样控制系统的数学模型5.1 采样过程及其信号恢复5.2 z变换5.3 脉冲传递函数6 控制系统的状态空间模型6.1 状态空间和状态方程6.2 控制系统状态空间表达式的建立第3章 自动控制系统的性能分析1 控制系统的瞬态响应及性能指标1.1 系统基本概念1.2 二阶系统的瞬态响应及性能指标1.3 添加零点对二阶规范系统瞬态特性的影响2 反馈控制系统的稳态误差2.1 稳态误差的概念及计算2.2 主扰动输入引起的稳态误差2.3 降低稳态误差问题3 控制系统的稳定性分析3.1 劳斯－赫尔维茨稳定性判据3.2 奈奎斯特稳定判据3.3 采样系统的稳定性分析3.4 李雅普诺夫稳定性理论第4章 基于经典控制理论的自动控制系统设计1 校正与综合的概念1.1 校正的基本方式1.2 串联校正的基本控制规律2 频率法校正2.1 串联超前校正2.2 串联滞后校正2.3 串联滞后－超前校正2.4 期望频率特性法校正3 根轨迹法校正3.1 串联超前校正3.2 串联滞后校正3.3 并联校正4 PID控制器4.1 P1D控制器的概念4.2 PID控制器参数的工程整定方法4.3 采样系统的校正第5章 基于状态空间模型的自动控制系统分析与设计1 线性系统的运动分析1.1 线性定常连续系统状态方程的解1.2 线性时变连续系统状态方程的解1.3 线性离散系统的运动分析2 线性系统的能控性与能观性分析2.1 线性系统的能控性分析2.2 线性系统的能观性分析2.3 对偶系统与对偶性原理2.4 能控标准形与能观标准形2.5 系统能控性、能观性与传递函数(矩阵)2.6 线性系统的结构分解3 线性定常系统的综合3.1 系统的综合问题3.2 状态反馈及极点配置3.3 系统镇定问题3.4 系统渐近跟踪问题3.5 系统解耦控制问题3.6 状态重构问题与状态观测器3.7 引入状态观测器的状态反馈控制系统3.8 线性二次型*优控制第6章 智能控制1 智能控制概述1.1 智能控制的发展历史与现状1.2 智能控制与传统控制的关系1.3 智能控制的主要内容与当前的研究热点2 模糊控制2.1 模糊关系及其模糊推理2.2 模糊控制系统原理2.3 模糊控制器设计2.4 模糊控制应用示例3 神经网络控制3.1 神经网络基本概念及学习算法3.2 常用神经网络及学习算法3.3 神经网络智能PID参数*优控制3.4 液位系统实时控制示例4 仿人智能控制4.1 专家控制4.2 仿人智能控制的原理4.3 仿人比例控制算法4.4 仿人智能积分控制算法5 遗传算法5.1 遗传算法的基本原理5.2 遗传算法的特点5.3 遗传算法的构成要素5.4 遗传算法在控制器参数整定中的应用5.4 D／A转换器与微机系统的连接5.5 多路数字量的转换5.6 典型D／A转换器简介6 模拟量调理与功率放大6.1 模拟量输入信号的滤波6.2 模拟量放大技术7 模拟量隔离技术7.1 电磁耦合隔离放大器7.2 光耦合隔离放大器第5章 系统软件与控制软件1 概述1.1 软件与控制系统1.2 控制计算机软件的分类2 实时系统与实时软件2.1 实时系统及其特点2.2 实时系统的性能2.3 实时系统的特征2.4 实时操作系统2.5 编程语言与实时软件2.6 实时控制与软件3 系统软件与控制软件结构3.1 简单应用系统的软件结构3.2 控制软件的中断机制3.3 复杂应用系统的软件结构3.4 基于客户端／服务器(c／①模式的结构4 实时软件任务调度4.1 实时任务与线程4.2 实时控制软件中的任务调度4.3 实时系统中的任务同步与通信5 控制与处理软件5.1 基本要素5.2 输入信号转换与离散化5.3 信号输入预处理5.4 常用数字滤波5.5 输入异常监测报警5.6 输出信号处理6 常规数字控制算法6.1 控制运算概述6.2 数字PID及其改进算法6.3 软件控制模块的典型结构6.4 常用算法模块6.5 控制参数整定7 高级控制技术7.1 自整定PID7.2 模糊逻辑控制7.3 多模块的软连接与回路切换8 系统组态与组态软件8.1 控制组态8.2 监控组态8.3 组态软件与系统生成9 实时数据库技术9.1 实时数据库的定义9.2 实时数据库体系结构9.3 实时数据库访问与管理10 实时多任务控制软件10.1 MS—DOS操作系统下的任务调度10.2 基于中断技术的实时控制软件任务分配10.3 基于RTOS的实时控制软件10.4 基于MS-Windows的准实时软件10.5 实时控制软件的故障监测11 实时控制软件分析设计方法11.1 软件生命周期11.2 软件分析设计方法，11.3 面向对象的程序设计11.4 基于构件技术的程序设计12 实时控制软件开发12.1 目标定义与可行性研究12.2 需求分析12.3 计算机控制系统软件的设计12.4 编码与测试12.5 任务与系统集成12.6 软件应用与系统测试12.7 软件系统维护第6章 基本控制单元1 基本控制单元及其特点2 多功能控制器2.1 多功能控制器原理与发展，2.2 面向DCS的多功能控制器2.3 多功能控制器的应用3 可编程逻辑控制器PLC3.1 PLC简介3.2 PLC系统基本原理3.3 PLC系统应用编程4 嵌入式控制单元4.1 采用微控制器的控制单元4.2 采用DSP控制器的控制单元4.3 采用嵌入式系统的控制单元5 可编程自动控制器PAC5.1 概述5.2 可编程自动控制器PAC定义5.3 PAC的特点5.4 PAC硬件的两种结构第7章分布式控制系统1 工业控制网络概述1.1 工业控制网络的特点1.2 工业控制网络的基本要素1.3 开放系统互连参考模型1.4 DCS与FCS2 现场通信总线与13CS组网2.1 长线收发器2.2 调制解调器2.3 DCS组网3 基于自组网(Ad-hoc)技术的分布式控制系统3.1 中低速现场通信系统3.2 基于工业以太网的控制系统4 现场总线及其电气自动化系统4.1 现场总线概述4.2 典型现场总线——控制器局域网总线CAN4.3 典型过程现场总线Profibus4.4 基金会现场总线FF5 分布式电气自动化应用系统5.5 应用示例第7章非线性系统控制与先进控制技术1 导论1.1 非线性系统的复杂性及特征1.2 非线性系统控制的经典方法及局限性1.3 非线性系统控制技术的新发展及存在的问题2 经典控制理论中的非线性系统分析与控制2.1 描述函数法2.2 相平面法3 反馈线性化控制3.1 非线性系统精确线性化方法3.2 非线性系统的近似线性化方法3.3 应用实例.QQO4 预测控制4.1 预测控制基本原理4.2 动态矩阵预测控制4.3 应用实例5 滑模变结构控制5.1 滑模变结构控制的基本概念5.2 滑模变结构控制的数学描述5.3 不确定系统的滑模变结构控制5.4 应用实例6 鲁棒控制6.1 稳定鲁棒性6.2 基于频域的鲁棒控制6.3 基于线性矩阵不等式的鲁棒控制6.4 应用实例参考文献第3篇 计算机控制技术第1章 绪论1 计算机与计算机控制系统1.1 计算机技术的发展1.2 计算机控制系统2 计算机控制系统组成与特点2.1 计算机控制系统基本结构2.2 数字控制器与控制计算机2.3计算机控制系统的特点3 计算机控制系统的开发4 计算机控制技术与本篇章节安排第2章 控制计算机与处理器1 概述2 工业控制计算机(IPC)2.1 IPC组成及特点2.2 CPU模板2.3 I／O模板3 微控制器3.1 8位微控制器3.2 16位微控制器3.3 MCU的中断技术4 DSP控制器4.1 概述4.2 DSP结构与工作原理4.3 DSP的中断技术5 嵌入式微处理器5.1 概述5.2 ARM的体系结构5.3 ARM基本编程模型5.4 其他嵌入式微处理器6 多处理器与总线控制6.1 概述6.2 总线控制与仲裁6.3 基于共享存储器的多处理器结构6.4 基于SPI总线的多处理器结构6.5 基于rC总线的多处理器结构7 数据保护与人机接口7.1 电源电压监视7.2 存储器与数据保护7.3 人机接口(MMI)第3章 总线与通信接口1 总线及其分类1.1 总线的概念1 2总线的分类2 并行总线2.1 并行总线的基本特性2.2 总线与总线信号2.3 典型总线的接口方式3 串行通信3.1 通信的基本概念3.2 异步串行通信3.3 同步串行通信3.4通信控制器4 串行总线接口4.1 串行总线及其分类4.2 串行总线接口标准第4章 计算机输入／输出接口技术1 开关量输入接口技术1.1 开关量输入信号1.2 开关量输入接口电路2 开关量输出接口技术2.1 开关量输出接口的功能2.2 开关量输出接口电路3 开关量I／O隔离与保护3.1 光电耦合器件3.2 大功率开关量输入接口电路3.3 典型开关量输出接口电路3.4 继电器型开关量输出接口电路3.5 双向晶闸管隔离驱动电路3.6 远距离信号的隔离传送4 模拟量输入接口技术4.1 A／D转换器的主要技术指标4.2 A／D转换的方法和原理4.3 A／D转换集成芯片的选择要点4.4 A／D转换器与微机系统的连接4.5 典型A／D转换器简介4.6 电压／频率型A／D转换器4.7 多路模拟开关及采样保持电路5 模拟量输出接口技术5.1 D／A转换器的主要技术指标5.2 D／A转换的方法和原理5.3 D／A转换集成芯片的选择要点第4篇 电气传动控制系统第5篇 装备制造电气自动化第6篇 电气传动自动化的应用