本书系统、全面地介绍了异步电动机变频调速控制理论与相关技术，主要内容包括异步电动机变频调速技术的发展现状与趋势；基于稳态模型的异步电动机变频调速控制技术；异步电动机的动态数学模型；基于异步电动机动态数学模型的矢量控制与直接转矩控制技术；采用现代控制理论与方法的异步电动机变频调速新型控制策略。
　　本书可供从事交流调速控制、电力电子相关科研工作人员及高等院校电气自动化专业的研究生阅读，也可以作为科研院所、厂矿企业中从事电气传动领域工作的工程技术人员的参考用书。

适读人群 ：从事交流调速控制、电力电子相关科研工作人员及高等院校电气自动化专业的研究生
　　本书的编写遵循了深入浅出、循序渐进及理论联系实际的原则，编写过程中以控制理论、控制方法为主线贯穿始终。

前 言
　　电动机作为机电能量转换的重要途径，一直以来都为现代社会的发展起着巨大的推动作用，交流电动机尤其是交流异步电动机无疑是其中最重要的应用类型，尤其是随着电力电子技术、计算机控制技术和矢量控制策略的快速发展，以高性能变频调速技术驱动的异步电动机有了更为广阔的应用空间。进入21世纪以来，交流调速技术继续向纵深方向发展，本书主要针对异步电动机变频调速技术的新发展和新方向而编著。
　　异步电动机本身具有显著的非线性和强耦合特征，而面向异步电动机的交流变频调速技术则融合了电力电子学、电机学、微电子学、计算机科学、控制科学等多种学科于一体，对研究人员有着较高的专业基础要求。本书的编写立足于对异步电动机变频控制系统的分析和设计，基于异步电动机的数学模型，由浅入深地对现代异步电动机交流变频调速系统相关的主要控制技术及其算法改进展开讨论。本书具有前沿性和先进性，题材主要来源于实践工作，融入了作者多方面的研究成果和研究内容，可供从事交流调速控制、电力电子相关科研工作人员及高等院校电气自动化专业的研究生阅读，也可以作为科研院所、厂矿企业中从事电气传动领域工作的工程技术人员的参考用书。
　　本书的编写遵循了深入浅出、循序渐进及理论联系实际的原则，编写过程中以控制理论、控制方法为主线贯穿始终。全书共分为6章，其中4～6章为本书的重点。第1章作为绪论主要介绍目前变频调速技术的现状与发展趋势；第2章介绍了以异步电动机稳态数学模型为基础的变频调速技术；第3章介绍了异步电动机在各种坐标系下的动态数学模型及其变换过程；第4、5章分别讨论了基于异步电动机动态数学模型的矢量控制技术和直接转矩控制技术；第6章重点对改善异步电动机变频调速性能的几种先进控制策略进行了阐述和探讨。
　　本书由北京科技大学高效轧制国家工程研究中心博士、副研究员张勇军编著。北京科技大学郝春辉老师、博士研究生苗磊、肖雄，硕士研究生汪伟、田亚卓、宋宪、李林林等参加了本书的整理、校对、录入及编辑工作；本书由北京科技大学李华德教授负责全书的统一规划、审查和补充。在此一并表示感谢。
　　由于作者水平有限，在编写过程中难免出现缺点、错误及不当之处，敬请广大读者批评指正，并给予谅解。
　　作 者

《电气工程新技术丛书》编委会名单
出版说明
前言
第1章 绪论 1
1.1 电动机调速技术概况 1
1.2 变频调速控制技术的现状 5
1.3 变频调速控制技术的发展趋势 8
第2章 基于稳态模型的异步电动机变频调速技术 12
2.1 电压—频率协调控制方式 12
2.2 转差频率控制方式 16
2.3 电压源型变频调速系统 19
2.3.1 转速开环的恒压频比变频控制技术 19
2.3.2 转速闭环的转差频率控制技术 21
2.4 电流源型恒压频比变频调速系统 23
2.4.1 转速开环的恒压频比变频控制技术 23
2.4.2 转速闭环的转差频率控制技术 24
第3章 异步电动机的动态数学模型 26
3.1 坐标系与空间矢量概念 26
3.2 三相静止坐标系上的数学模型 27
3.3 坐标变换及变换矩阵 32
3.4 二相静止坐标系上的数学模型 42
3.5 任意二相旋转坐标系上的数学模型 47
3.6 二相同步旋转坐标系上的数学模型 49
3.7 任意二相坐标系上的状态方程 50
第4章 基于动态数学模型的矢量控制技术 53
4.1 矢量控制的基本概念 53
4.1.1 电动机控制统一理论 53
4.1.2 矢量控制基本思想 55
4.2 磁场定向和矢量控制技术构成 57
4.2.1 按转子磁场定向的异步电动机矢量控制技术 57
4.2.2 异步电动机其他磁场定向方法 60
4.3 转子磁链观测器 62
4.3.1 计算转子磁链的电流模型法 63
4.3.2 计算转子磁链的电压模型法 64
4.4 异步电动机矢量控制系统 65
4.4.1 具有转矩内环的双闭环异步电动机直接矢量控制系统 65
4.4.2 转差型异步电动机间接矢量控制系统 68
第5章 基于动态数学模型的直接自控制与直接转矩控制技术 70
5.1 直接转矩控制原理 70
5.1.1 直接转矩控制的基本思想 70
5.1.2 电动机定子磁链和电磁转矩控制原理 72
5.2 DSC系统 79
5.2.1 DSC系统的基本组成 79
5.2.2 在低速范围内DSC系统的转矩控制与调节方法 88
5.2.3 在弱磁范围内DSC系统的转矩控制及恒功率调节 94
5.3 DTC系统 98
5.3.1 DTC系统的磁链控制 98
5.3.2 DTC系统的转矩控制 99
5.3.3 DTC系统的构成 101
第6章 异步电动机变频调速先进控制策略 103
6.1 异步电动机变频调速系统先进控制策略综述 103
6.2 变频调速系统的逆系统控制方法 107
6.2.1 逆系统控制方法的理论基础 107
6.2.2 异步电动机动态模型的可逆性及其逆系统 109
6.2.3 闭环控制器的设计 112
6.3 面向高压大功率系统的定子磁链轨迹控制 113
6.3.1 定子磁链轨迹控制的产生背景 113
6.3.2 同步对称优化PWM技术 115
6.3.3 定子磁链轨迹控制原理与构成 117
6.3.4 定子磁链轨迹控制的闭环系统 121
6.4 变频调速系统内模控制技术 125
6.4.1 内模控制的基本原理和特点 125
6.4.2 定子电流的内模解耦控制 127
6.4.3 二自由度内模控制策略 128
6.4.4 变频调速系统的二自由度内模控制方法 130
6.5 异步电动机广义预测控制技术 132
6.5.1 广义预测控制系统的结构 133
6.5.2 广义预测控制律 134
6.5.3 基于广义预测控制的直接转矩控制 137
6.6 智能控制方法在变频调速系统中的应用 140
6.6.1 电动机的神经网络模型参考自适应控制方法 140
6.6.2 电动机模糊控制方法 143
6.6.3 电动机的自适应模糊神经网络控制方法 147
参考文献 151