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目录1

前言1

常用符号表1

上篇　控制原理及应用1

第一章 自动控制基本概念1

第一节 自动控制基本组成1

一、自动控制基本任务1

二、人工控制系统基本职能1

三、自控系统基本组成2

第二节 自动控制基本方式3

一、开环控制之一3

二、开环控制之二3

三、闭环（反馈）控制4

四、复合控制5

第三节 自控系统的基本要求和基本问题6

一、稳6

二、准7

一、转速控制系统8

第四节 自控系统分类举例8

三、快8

四、省8

二、位置随动系统10

三、程序控制系统12

小结12

练习思考题13

第一章　练习思考题答案13

一、动态分析的重要性16

三、拉氏变换的用途16

二、动态分析的方法16

第一节 引言16

第二章 自控系统动态分析基础16

四、拉氏变换表简介17

五、学好动态分析的关键17

第二节　拉氏变换17

一、常用函数的拉氏变换表17

二、关于拉氏变换表的几点说明17

三、典型函数及其拉氏变换19

第三节　拉氏变换基本法则21

一、基本法则表21

二、应用举例22

一、传递函数的概念24

第四节　传递函数24

二、RLC电路的传递函数25

三、典型环节及其传递函数27

四、基本控制器的传递函数31

五、系统框图及传递函数35

小结38

练习思考题39

第二章　练习思考题答案39

一、稳定性的概念43

第一节 自控系统的稳定性43

第三章 自控系统动态分析方法43

二、自控系统稳定判据44

三、稳定性分析举例45

第二节　系统的静差分析法47

一、静差分析法47

二、跟踪静差分析47

三、抗扰静差分析49

四、有差系统与无差系统50

第三节　暂态响应分析法51

一、一阶系统的阶跃响应51

二、二阶系统的阶跃响应52

三、二阶系统动态性能指标54

四、二阶系统动态性能分析举例55

第四节　改善系统性能的方法56

一、结构不稳定系统及改进方法56

二、改善稳态精度的方法58

三、改善动态性能的方法59

四、过程控制系统PID参数整定方法61

小结62

练习思考题63

第三章　练习思考题答案64

一、直流电动机调速方法67

第四章　直流调速系统技术基础67

第一节　直流调速系统的调速方案67

二、直流电动机供电方法68

第二节　直流调速系统的主要技术指标69

一、稳态性能指标70

二、动态性能指标71

第三节 晶闸管直流调速系统的组成72

一、晶闸管变流器（V）72

二、V-M调速系统的特点72

一、调节器75

二、电压、电流传感器75

第四节　调节器及传感器75

三、转速检测单元76

小结77

练习思考题78

第四章　练习思考题答案79

第五章　晶闸管调速系统的分析81

第一节　转速负反馈系统的分析81

一、系统组成81

二、静态分析81

三、静态分析举例85

四、动态分析86

五、稳定性分析89

第二节　无静差调速系统的分析90

一、有静差的原因90

二、无静差系统的结构原理90

三、无静差系统调节过程分析91

四、无静差调节系统的特点92

第三节　带电流截止负前（反）馈的V-M调速系统93

一、系统结构工作原理93

二、问题的提出93

三、电流截止负前（反）馈物理实现方法94

四、带截流环节的V-M系统的动态特性95

第四节 电压负反馈与电流正前（反）馈调速系统96

一、电压负反馈V-M调速系统96

二、电流正前（反）馈扰动补偿控制97

小结99

练习思考题102

第五章练习思考题答案103

第一节　电机扩大机调速系统组成原理107

一、结构组成（以龙门刨床主拖动系统为例）107

第六章 电机扩大机调速系统107

二、系统结构框图108

三、工作原理108

第二节 电机扩大机调速系统电路分析108

一、给定环节109

二、电压负反馈环节109

三、电流正前（反）馈扰动补偿环节110

四、电流截止负前（反）馈保护环节110

五、电压微分负反馈稳定环节111

六、加（减）速换向环节111

第三节 电机扩大机调速系统中各环节的调试方法112

一、电压负反馈环节的调试112

七、停车自动消磁环节112

二、桥形稳定环节的调试114

三、电流正前（反）馈环节的调试115

四、电流截止负前（反）馈环节的调试116

五、调试小结116

第四节　系统故障的分析与维修117

一、飞车117

二、振荡118

一、电机扩大机基本结构119

二、电机扩大机工作原理119

第五节 电机扩大机的结构及工作原理119

三、电机扩大机的主要特性120

四、传递函数122

小结122

练习思考题124

第六章　练习思考题答案125

参考文献127

下篇控制技术及应用129

第七章转速、电流双闭环直流调速系统（不可逆）129

第一节　问题的提出129

第二节　系统的组成130

二、速度调节器ASR的调节作用132

第三节　工作原理132

一、电流调节器ACR的调节作用132

第四节　双闭环直流调速系统的静特性133

一、速度调节器ASR不饱和时的特性133

二、速度调节器ASR饱和时的特性134

第五节　双闭环直流调速系统的动态特性135

一、起动特性135

二、动态抗扰性能136

三、动态指标138

小结140

四、两个调节器的作用小结140

练习思考题141

第七章　练习思考题答案141

第八章　晶闸管可逆直流调速系统143

第一节　V-M可逆直流调速系统原理143

一、电枢反接可逆线路143

二、励磁反接可逆线路145

第二节　V-M可逆调速系统的回馈制动146

一、电动机的两种工作状态146

二、晶闸管装置的两种工作状态146

一、电动机运行过程中的回馈制动147

第三节 电动机的回馈制动及其实现147

二、如何在V-M系统中实现发电回馈制动148

三、V-M可逆系统回馈制动的实现方法149

第四节　可逆系统运行中的环流分析151

一、环流及其分类151

二、直流环流与配合控制152

练习思考题153

三、脉动环流及其抑制153

第五节　逻辑无环流可逆直流调速系统155

一、系统的组成和工作原理155

二、可逆系统对无环流逻辑控制器的要求156

三、逻辑装置的基本组成158

第六节　514C直流调速系统的原理、安装、调试159

一、514C直流调速系统的原理159

四、逻辑无环流系统的优缺点及改进措施159

二、514C直流调速系统的安装接线160

三、514C直流调速系统的调试161

小结162

第八章　练习思考题答案163

第一节 KZD—Ⅱ型晶闸管小功率有静差直流调速系统实例分析165

一、结构特点和技术指标165

第九章　V-M调速系统实例分析165

二、定性分析166

三、系统的调试与整定167

第二节　KGSA/Y型无静差双闭环直流调速系统实例分析169

一、结构特点169

二、电路组成及工作原理169

三、晶闸管直流调速系统调试173

练习思考题179

第九章　练习思考题答案179

第二节　直流脉宽调速系统181

第一节　问题的提出181

第十章 全数字直流调速系统及其应用（选学内容）181

一、脉宽调制（PWM）的基本原理182

二、无制动作用的不可逆PWM变换器183

三、有制动作用的不可逆PWM变换器183

四、可逆PWM变换器185

第三节　脉宽调速系统的开环机械特性及特殊问题188

一、开环机械特性188

二、PWM的特殊问题189

第四节　脉宽调速系统的组成结构190

一、脉宽调制器（UPW）190

二、逻辑延时环节（DLD）193

三、基极驱动器（GD）194

第五节　PWM直流调速系统实例195

第六节　微机控制全数字化PWM直流调速系统195

一、系统结构和工作原理195

二、用8031单片机实现全数字化直流调速系统197

第七节　6RA24全数字化直流调速系统实例分析调试198

一、6RA24系列直流调速装置的原理接线198

二、试验线路组成及连接201

三、参数设定202

四、速度控制试验204

小结205

五、信号监视试验205

六、动态参数调整205

练习思考题206

第十章　练习思考题答案206

第十一章　交流变频调速系统208

第一节　概述208

第二节　变频调速基本原理209

一、基本公式209

二、基频以下调速控制方式210

一、异步电动机的固有机械特性211

三、基频以上调速控制方式211

第三节　变频调速时的机械特性211

二、变频调速的三种机械特性212

第四节　变频器214

一、变频器的分类214

二、交－直－交变频器的结构组成214

三、电压型变频器216

四、电流型变频器217

五、电压型变频器主电路218

一、SPWM逆变器工作原理220

第五节 正弦波脉宽调制（SPWM）逆变器及其控制模式220

二、SPWM的控制模式221

三、SPWM的模拟控制方法221

四、SPWM的软件控制法224

五、SPWM专用集成芯片227

第六节　变压、变频调速系统228

一、电压型变压变频调速系统组成228

二、电流型变压变频调速系统组成228

三、用HEF4752全数字化变频调速系统229

四、单片机数字控制的变频调速系统231

五、以DSP为控制核心的数字变频调速系统232

一、交流变频调速装置主要特点233

二、接线图、接线及参数设定233

第七节　MMV交流变频调速装置参数设定与运行233

三、试验操作方法235

四、MMV系统应用实例238

第八节　其他类型的变频调速系统简介（选学内容）243

一、转速闭环转差频率控制（SF控制）的变频调速系统243

二、矢量控制（VC控制）的变频调速系统247

三、直接转矩控制（DSC）的变频调速系统250

小结255

第十一章　练习思考题答案257

练习思考题257

第十二章　继电控制电路的分析及设计259

第一节　电路图259

一、电气原理图259

二、电气元件布置图262

三、电气安装接线图263

四、功能表图263

第二节　继电控制电路的读图分析264

一、一般方法和步骤264

三、图示读图分析法265

二、查线读图分析法265

四、逻辑代数读图法266

第三节　继电控制设计269

一、继电控制设计的基本原则269

二、继电控制设计的基本内容269

三、继电控制设计的一般程序270

第四节 电力拖动方案和电动机选择270

一、电力拖动方案选择原则270

二、电动机的选择271

二、电气原理图设计的注意点273

一、电气原理图设计的基本方法273

第五节　继电控制电路的设计273

第六节　常用电器的选择276

一、熔断器的选择276

二、接触器的选择277

三、断路器的选择278

四、热继电器的选择278

五、时间继电器的选择279

六、过电流继电器的选择279

小结280

八、欠电压继电器的选择280

七、欠电流继电器的选择280

练习思考题281

第十二章　练习思考题答案281

第十三章　位置随动系统（选学内容）282

第一节　概述282

一、位置随动系统的组成原理282

二、位置随动系统的应用284

三、位置随动系统与调速系统的比较284

四、位置随动系统的分类285

一、自整角机（BS）288

第二节　位置信号检测288

二、旋转变压器（BR）290

三、感应同步器（BIS）292

四、光电编码盘294

五、其他位置信号检测器件294

第三节　驱动执行机构299

一、交流伺服电动机299

二、直流伺服电动机300

三、步进电动机301

一、KSD-Ⅰ型小功率位置随动系统302

第四节　位置随动系统实例分析302

二、三芯片直流伺服电动机位置随动控制系统简述308

三、DSP全数字直流位置随动系统简述313

小结317

练习思考题318

第十三章　练习思考题答案319

参考文献320

附录321

附录A 电气自动控制模拟试题及答案321

一、电气控制应知模拟试题321

二、电气控制应知模拟试题答案335

三、电气控制应会模拟试题343

四、电气控制应会模拟试题答案346

附录B　高级维修电工模拟试卷及答案349

一、高级维修电工应知模拟试卷（A卷）349

二、高级维修电工应知模拟试卷（A卷）答案356

三、高级维修电工应知模拟试卷（B卷）358

四、高级维修电工应知模拟试卷（B卷）答案366

五、高级维修电工应会模拟试卷（A卷）367

六、高级维修电工应会模拟试卷（A卷）答案375

七、高级维修电工应会模拟试卷（B卷）379

八、高级维修电工应会模拟试卷（B卷）答案388