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| 編輯推薦： |
德国精英大学研究生教材
对新工科教育极具借鉴作用
国内首次出版
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| 內容簡介： |
本书基于慕尼黑工业大学电力电子与电力传动研究所编写的课程讲义，该讲义作为慕尼黑工业大学电气与信息工程学院硕士课程“电动车辆驱动控制技术”的教学材料。
本书包含三大部分：引言、电力驱动基础知识和电力驱动强化知识。引言部分简要介绍了电动车辆相较内燃机车辆的明显优势，梳理了电动汽车工业发展的历史趋势，还包括课程研究主题以及参考文献推荐。电力驱动基础知识部分简要介绍了电力驱动所需的控制闭环基本知识，然后介绍了直流驱动和交流驱动。电力驱动强化知识部分讲述驱动控制在电动车辆领域的应用：首先讲述车辆作为被控系统的模型建立以及设计驱动控制器时需考虑到的扰动、约束和非线性等问题；然后介绍电动车辆常用到的两种不同类型电机（笼型异步电机和永磁同步电机）的控制方法；*后介绍了损耗*小化控制方法及无速度传感器控制方法相关热点问题。
整体来说，本书作为课程教材并非让读者对较深的理论知识望而却步，而是力求通过深入浅出的表述，在不失必要理论深度的前提下引起读者的兴趣。
本书的主要特点是使用了严格的公式推导，层层递进，并结合框图以及示意图等形式，力求使得读者对于驱动控制以及驱动控制在车辆领域的应用有深入的理解。本书的另一大特点是内容面广，涉及自动控制原理、电机学、电机控制技术、无速度传感器控制等基本理论知识，因此适用于电气工程相关专业的硕士研究生使用。
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| 目錄：
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前言
第一篇引言1
第1章绪论3
第2章电动汽车工业概述5
2.1汽车工业开端5
2.2电动汽车现状6
2.3行业领先:特斯拉汽车公司9
2.4实时新闻报道11
第3章关于本书14
3.1研究主题14
3.2文献推荐14
习题15
第二篇电力驱动基础知识17
第4章电力驱动19
4.1控制闭环19
4.2电力驱动系统组成19
4.3解决控制任务的方法论20
习题21
第5章直流驱动22
5.1直流电机结构22
5.2直流电机模型23
5.3直流电机类型24
5.4变流器25
5.5设计与运行27
5.6直流电机系统理论描述28
5.6.1电磁方程28
5.6.2运动方程28
5.6.3直流电机整体框图29
5.7直流电机控制30
5.7.1电流或转矩控制器30
5.7.2速度控制器31
5.7.3位置控制器33
5.7.4磁链控制器34
习题35
第6章交流驱动37
6.1交流电机结构37
6.2变流器38
6.3空间矢量-克拉克变换39
6.4坐标系-帕克变换42
6.5电磁关系43
6.6系统方程46
6.6.1电压微分方程46
6.6.2转矩方程47
6.6.3运动方程48
6.7交流电机框图48
6.8交流电机类型52
6.9磁场定向控制基本思想-坐标变换52
6.10笼型异步电机磁场定向控制54
6.10.1k-坐标系下的转矩方程框图55
6.10.2转子磁链动态方程与磁链角56
6.10.3定子电流空间矢量动态方程58
6.10.4k-坐标系下笼型异步电机完整框图59
习题61
第三篇电力驱动强化知识63
第7章车辆作为被控对象65
7.1电动车辆类型65
7.1.1混合动力车辆拓扑结构65
7.1.2电动车辆拓扑结构66
7.2车辆动态模型68
7.2.1运动方程68
7.2.2斜坡分量68
7.2.3空气阻力69
7.2.4滚动阻力69
7.2.5牵引力-无转差率70
7.2.6牵引力-带转差率73
7.3功率平衡75
7.4驱动设计考虑因素75
7.4.1电机和变流器的选择75
7.4.2变速器75
7.4.3弱磁的应用76
7.4.4第一象限设计77
习题78
第8章扰动、限幅、非线性81
8.1非理想传感器81
8.2控制器限幅82
8.2.1限幅实现82
8.2.2积分饱卷82
8.2.3抗积分饱卷84
8.2.4抗积分饱卷PI控制器84
8.3电阻温度相关性85
8.4过载控制86
8.4.1一维温度模型86
8.4.2温度回差控制器88
8.4.3温度PI控制器89
8.4.4冷却器温度控制89
8.5磁饱和89
8.5.1非线性模型扩展89
8.5.2影响与措施90
习题91
第9章各向同性电机扩展控制92
9.1各向同性电机92
9.2笼型异步电机边界条件92
9.2.1转子电流边界条件93
9.2.2定子电流边界条件93
9.2.3转子电压边界条件94
9.2.4定子电压边界条件94
9.2.5转矩等高曲线95
9.3笼型异步电机转矩调节方法96
9.3.1恒定磁链控制96
9.3.2最大转矩电流比控制97
9.3.3最大电流控制98
9.3.4最大转矩磁链比控制99
9.4笼型异步电机转矩调节实现101
9.4.1转矩调节的输入和输出101
9.4.2满足电流边界条件102
9.4.3满足电压边界条件102
9.4.4电流q轴分量参考值103
9.4.5电流d轴分量参考值103
9.4.6转矩调节整体框图106
9.4.7速度特性曲线106
习题108
第10章各向异性电机及其控制110
10.1各向异性电机基波模型110
10.1.1电阻110
10.1.2磁通、磁链和电感111
10.1.3转子坐标系下的简化112
10.2永磁同步电机磁场定向控制113
10.2.1建立数学模型113
10.2.2永磁同步电机控制框图115
10.2.3恒定磁链控制115
10.3同步电机边界条件117
10.3.1定子电流边界条件117
10.3.2定子电压边界条件118
10.3.3等效定子电压边界条件118
10.3.4永磁体与电流边界设计119
10.4同步电机转矩调节方法122
10.4.1转矩等高曲线122
10.4.2磁阻转矩和洛伦兹转矩123
10.4.3最大转矩电流比控制124
10.4.4最大电流控制126
10.4.5最大转矩磁链比控制126
10.4.6MTPA-MA-MTPF控制策略126
10.5基于非线性铁心的扩展127
习题130
第11章损耗*小化控制134
11.1独立于驱动的损耗*小化134
11.1.1电机效率MAP图134
11.1.2车辆行驶工况135
11.1.3未来智能驾驶136
11.2电力驱动系统损耗136
11.3LMC-非外励磁同步电机138
11.3.1损耗建模138
11.3.2数学描述139
11.3.3离线求解140
11.3.4在线求解141
11.4LMC-外励磁同步电机141
11.5LMC-笼型异步电机142
习题143
第12章无速度传感器控制144
12.1传感器类型144
12.1.1电压传感器144
12.1.2电流传感器144
12.1.3磁链传感器145
12.1.4转速传感器147
12.1.5位置传感器147
12.1.6温度传感器149
12.2估计器149
12.2.1引例：直流电机的速度估计149
12.2.2微分器和积分器调整150
12.2.3磁通估计器152
12.2.4估计器组合156
12.2.5模型参考自适应系统157
12.2.6其他估计器158
12.3龙伯格观测器158
12.3.1基本思想158
12.3.2反馈159
12.3.3观测器矩阵设计161
12.3.4可观测性161
12.3.5恒定扰动下的静态误差162
12.3.6无静差观测器和扰动观测器163
12.4卡尔曼滤波器164
12.4.1随机扰动变量的引入164
12.4.2系统噪声和测量噪声的要求165
12.4.3*优卡尔曼增益的计算166
12.4.4扩展卡尔曼滤波器167
12.4.5进一步扩展168
12.4.6龙伯格观测器与卡尔曼滤波器的对比169
12.5非基于感应电压的方法169
12.5.1高频信号注入169
12.5.2基于各向异性的方法170
习题170
参考文献172
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| 內容試閱：
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本书的撰写基于慕尼黑工业大学电力电子与电力传动研究所编写的德文版课程讲义，并酌情予以增删及添加诸多注释以易于理解。
本书包含大量严格的公式推导过程，所使用的排版软件为LaTeX，它非常适用于生成复杂的数学公式。
本书沿用德文版讲义所用的量、单位和符号的使用原则，不再做出相应调整。另外，原德文版讲义使用了大部分手绘的示意图及框图，本书均全部使用绘图软件进行重新绘制并予以代替。其中，字母下的下画线代表该字母为复数，字母下的波浪线代表该字母为坐标变换系数矩阵。
本书所使用的专业术语及增加的注释均以现行国家标准公布的术语为依据， 主要参考的国家标准有：GB/T 2900.1—2008《电工术语 基本术语》、GB/T 2900.25—2008《电工术语 旋转电机》、GB/T 2900.26—2008《电工术语 控制电机》、GB/T 2900.33—2004《电工术语 电力电子技术》、GB/T 2900.56—2008《电工术语控制技术》、GB/T 2900.60—2002《电工术语 电磁学》、GB/T 2900.85—2009《电工术语 数学 一般概念和线性代数》、GB/T 19596—2017《电动汽车术语》。
本书第8.2.2节之所以使用术语“积分饱卷”，因为它是 GB/T 2900.56—2008《电工术语控制技术》所公布的术语，与诸多书籍及相关文献中经常采用的“积分饱和”描述的是同一现象。其他类似的术语使用情况，不再具体说明。
若要理解本书，必须对电机学有一定的把握；想对电机学有所把握，必须先研究电机学背后的电磁学原理知识；想研究电磁学，基本的数学知识是必不可少的，不仅如此，控制理论知识也是必不可少的。只有理解了知识与知识之间的联系，才不至于顾此失彼，才能有所突破。
理解本书的关键在于理解每一个公式的推导过程，以及每一幅图表所表示的含义。语言文字的功能是为了表述各公式及图表隐含的物理现象，并使其融会贯通，但是，限于作者的水平，难免会有词不达意的情况，敬请读者予以批评指正。
感谢德国慕尼黑工业大学电力电子与电力传动研究所在本书出版过程中给予的支持；感谢机械工业出版社相关负责人以及汽车分社孙鹏编辑对于引进国外教材在国内出版所付出的努力。
本书撰写所基于的德文版课程讲义包含课堂用版本和课后学习版本。书中框图内的诸多图形和公式在课堂用版本均设计为空白，以配合教学需要；而课后学习版本为完整版本。为方便读者，本书框图另外统一排序，与原讲义中的图、公式序号不保持一致，还请读者注意。
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