第2版前言

《永磁無刷直流電機控制技術(shù)與應(yīng)用 第2版》是有關(guān)永磁無刷直流電機設(shè)計及控制理論和工程實踐的一本專著，自2008年第1版出版以來，受到國內(nèi)外學(xué)者和工程技術(shù)人員的廣泛關(guān)注。由于電子技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)、電力電子技術(shù)、現(xiàn)代控制理論和新型永磁材料的發(fā)展，永磁無刷直流電機及其控制技術(shù)已有突破性進展。永磁無刷直流電機因其調(diào)速性能好、控制方法靈活多變、效率高、起動轉(zhuǎn)矩大、運行壽命長等諸多優(yōu)點，日趨廣泛地應(yīng)用于航空航天、計算機、軍事、汽車、工業(yè)和家用電器等領(lǐng)域。
《永磁無刷直流電機控制技術(shù)與應(yīng)用 第2版》共10章。第1章概括地介紹了永磁無刷直流電機的結(jié)構(gòu)、原理、調(diào)速性能、控制方法以及在磁懸浮飛輪中的應(yīng)用；第2章建立了永磁無刷直流電機系統(tǒng)模型，以驗證各種先進的電機控制方法的應(yīng)用效果；第3章系統(tǒng)地介紹了永磁無刷直流電機的電子電路，這部分內(nèi)容是作者十幾年來從事永磁無刷直流電機控制系統(tǒng)研制工作的總結(jié)；第4章對轉(zhuǎn)矩脈動進行了分析，介紹了各種抑制轉(zhuǎn)矩脈動的方法，同時針對高速永磁無刷直流電機的低功耗驅(qū)動問題，提出了降低電機鐵耗的控制方法；第5章針對高精度轉(zhuǎn)速控制問題，介紹了鎖相環(huán)速度控制的原理，給出了專用鎖相環(huán)控制器及模擬鎖相環(huán)控制器的實現(xiàn)過程，以陀螺高速電機為對象分析了穩(wěn)速效果；第6章闡述了常用永磁無刷直流電機無位置傳感器的檢測原理，介紹了基于無位置傳感器永磁無刷直流電機專用控制芯片的控制系統(tǒng)，以小電樞電感永磁無刷直流電機驗證了無位置傳感器的控制效果；第7章介紹了永磁無刷直流電機換相誤差校正技術(shù)，這部分內(nèi)容是作者研究團隊近期最新研究成果的總結(jié)；第8章針對永磁無刷直流電機伺服系統(tǒng)的高精度控制，介紹了系統(tǒng)的硬件設(shè)計、軟件設(shè)計及低速轉(zhuǎn)矩脈動的抑制技術(shù)，給出了相關(guān)的試驗測試及結(jié)果分析；第9章以高速磁懸浮飛輪用永磁無刷直流電機為例，介紹了永磁無刷直流電機的能量轉(zhuǎn)換方法、飛輪的儲能原理及基本組成，設(shè)計了電機發(fā)電運行狀態(tài)下的硬件、軟件及控制算法；第10章同樣以高速磁懸浮飛輪用永磁無刷直流電機為例，介紹了永磁無刷直流電機電磁場的分析和計算方法。
《永磁無刷直流電機控制技術(shù)與應(yīng)用 第2版》在第1版的基礎(chǔ)上進行了修訂，主要體現(xiàn)在：①添加了第7章永磁無刷直流電機換相誤差校正；②對有關(guān)內(nèi)容進行了適當(dāng)?shù)脑黾雍蛣h減，以符合永磁無刷直流電機最新的研究動態(tài)；③對參考文獻進行了修訂，增加了最新的、最有價值的參考文獻供讀者學(xué)習(xí)。
《永磁無刷直流電機控制技術(shù)與應(yīng)用 第2版》是作者研究團隊多年研究成果的結(jié)晶，本次出版中特別感謝金浩博士、陳曦博士、陳少華博士、崔臣君博士為本書提供了大量素材。需要說明的是，為了保證部分仿真圖及元器件型號與實際效果一致，書中部分圖形和文字符號并未按國家標(biāo)準(zhǔn)做統(tǒng)一處理，請廣大讀者注意。作者感謝北京航空航天大學(xué)在科研工作中給予的支持和幫助，感謝機械工業(yè)出版社在本書出版過程中給予的大力支持。最后，感謝在本書撰寫過程中所有給予關(guān)心、幫助和支持的人們！
因作者水平有限，書中難免有錯漏之處，懇請廣大讀者批評指正。


作者

2024年9月


第1版前言
在國外，從20世紀(jì)70年代末，特別是80年代初以來，由于電子技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)、電力電子技術(shù)、現(xiàn)代控制理論和新型永磁材料的發(fā)展，永磁無刷直流電機及其控制技術(shù)已有突破性進展。近20年來，永磁無刷直流電機因其調(diào)速性能好、控制方法靈活多變、效率高、起動轉(zhuǎn)矩大、運行壽命長等諸多優(yōu)點，日趨廣泛地應(yīng)用于航空航天、計算機、軍事、汽車、工業(yè)和家用電器等領(lǐng)域。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對永磁無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng)性能要求越來越高，一種趨勢是電機轉(zhuǎn)速越來越高，從幾千轉(zhuǎn)提高到幾萬轉(zhuǎn)，甚至幾十萬轉(zhuǎn)，并且要求在高轉(zhuǎn)速下還具有較高的轉(zhuǎn)速控制精度，同時永磁無刷直流電機的高速轉(zhuǎn)矩脈動抑制，成為與抑制其低速轉(zhuǎn)矩脈動同等重要的問題。各種傳統(tǒng)的控制方法也伴隨著科學(xué)的發(fā)展和技術(shù)的進步不斷更新，許多經(jīng)典的控制方法在新技術(shù)硬件平臺上獲得了比以往更優(yōu)良的性能。特別是數(shù)字信號處理器和可編程邏輯器件的廣泛應(yīng)用，極大地推動了永磁無刷直流電機控制技術(shù)的發(fā)展，使得控制平臺更加趨于集成化、智能化。
《永磁無刷直流電機控制技術(shù)與應(yīng)用》共9章。第1章概括地介紹了永磁無刷直流電機的結(jié)構(gòu)、原理、調(diào)速性能、控制方法以及在磁懸浮飛輪中的應(yīng)用；第2章建立了永磁無刷直流電機系統(tǒng)模型，以驗證各種先進的電機控制方法的應(yīng)用效果；第3章系統(tǒng)地介紹了永磁無刷直流電機的電子電路，這部分內(nèi)容是作者十幾年來從事永磁無刷直流電機控制系統(tǒng)研制工作的總結(jié)；第4章對轉(zhuǎn)矩脈動進行了分析，介紹了各種抑制轉(zhuǎn)矩脈動的方法，同時針對高速永磁無刷直流電機的低功耗驅(qū)動問題，提出了降低電機鐵耗的控制方法；第5章介紹了基于鎖相環(huán)的高精度轉(zhuǎn)速控制方法；第6章介紹了小電樞電感永磁無刷直流電機的無位置傳感器控制方法；第7章針對永磁無刷直流電機伺服系統(tǒng)，介紹了高性能數(shù)字控制方法；第8章介紹了永磁無刷直流電機在磁懸浮儲能飛輪中的應(yīng)用；第9章，以高速磁懸浮飛輪用永磁無刷直流電機為例，介紹了永磁無刷直流電機電磁場的分析和計算方法。
《永磁無刷直流電機控制技術(shù)與應(yīng)用》第1章和第9章由房建成編寫，第3章和第5章由王志強編寫，其余章節(jié)由劉剛編寫，全書由劉剛統(tǒng)稿。本書是作者及其課題組多年研究成果的結(jié)晶，除作者外，山東大學(xué)徐衍亮教授，北京航空航天大學(xué)酈吉臣教授、常慶之教授、趙建輝教授、李紅副教授、韓邦成副教授、魏彤博士、張亮博士，以及博士生樊亞洪、田希暉、孫津濟，碩士生馬會來、劉慶福、周勇、張利、姚嘉、夏旎、夏蕾、李建科、賈軍、楊春帆、劉平等都先后參加了相關(guān)課題的研究工作。東北大學(xué)劉宗富教授和韓安榮教授審閱了本書。
另外，特別感謝周新秀、朱娜和劉建章為《永磁無刷直流電機控制技術(shù)與應(yīng)用》做出的工作。
需要說明的是，為了保證部分仿真圖及元器件型號與實際效果一致，書中部分圖形和文字符號并未按國家標(biāo)準(zhǔn)做統(tǒng)一處理，這點請廣大讀者注意。
作者感謝國家“863”計劃辦公室、國防科工委民用航天預(yù)研項目管理辦公室、總裝備部預(yù)研項目管理辦公室以及北京航空航天大學(xué)在科研工作中給予的支持和幫助，感謝機械工業(yè)出版社在本書出版過程中給予的大力支持。最后，感謝在《永磁無刷直流電機控制技術(shù)與應(yīng)用》撰寫過程中所有給予關(guān)心、幫助和支持的人們!
因作者水平有限，書中難免有錯漏之處，懇請廣大同行、讀者批評指正。

作者
2008年2月