电力电子单片机控制技术

电力电子单片机控制技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:机械工业
作者:谢运祥
出品人:
页数:314
译者:
出版时间:2007-3
价格:28.00元
装帧:
isbn号码:9787111206965
丛书系列:
图书标签:
  • 嵌入式
  • 电力电子
  • 单片机
  • 控制技术
  • 电力系统
  • 嵌入式系统
  • 智能控制
  • 电机驱动
  • 开关电源
  • 微控制器
  • 实践应用
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具体描述

本书是针对电力电子设备的微机控制技术特点编写的,是“使用电力电子技术”丛书之一。全书以电力电子技术实际应用为主线,将选一些较典型的应用实例分析,讨论单片机及可编程逻辑器件的选型、电力电子技术的控制策略及单片机实现方法、抗干扰技术等问题。

  本书使用于电器工程及自动化专业、自动化专业以及其他相关专业的本科生,也可以供从事电器工程及相关专业的工程技术人员与维修人员参考。

好的,这是一本关于现代工程控制系统的书籍简介,重点关注其核心技术和应用领域,但完全不涉及电力电子或单片机控制技术。 《精密仪器数字控制系统设计与应用:基于现代嵌入式平台的高级策略实现》 本书聚焦于如何构建、优化和部署现代工业与科研领域中对精度和实时性要求极高的数字控制系统。 面对日益复杂的工程挑战,从自动化生产线到高精度科学实验设备,控制系统的性能直接决定了最终产品的质量和效率。本书旨在为工程师、研究人员以及高级技术学生提供一个全面的、不依赖特定硬件平台的技术框架,深入探讨先进控制算法在通用嵌入式系统上的实现细节、系统架构设计以及软件工程实践。 第一部分:现代控制理论基础与数字实现 本部分首先回顾了经典控制理论在现代工程中的局限性,并系统地介绍了现代控制理论的核心概念。重点放在状态空间表示法、最优控制(如LQR)、鲁棒控制(如$mathcal{H}_{infty}$控制)以及非线性系统的分析方法。 1.1 离散时间系统的建模与分析: 详细阐述了连续时间系统向离散时间系统转化的数学基础,包括零阶保持器(ZOH)和一阶保持器(FOH)对系统动态特性的影响。讨论了采样周期的选择、量化误差的分析,以及如何利用Z变换和脉冲响应来精确描述系统的离散行为。 1.2 状态观测器的设计与实现: 在许多实际应用中,系统的所有状态变量无法直接测量。本书深入探讨了卡尔曼滤波(Kalman Filter)及其扩展版本(如扩展卡尔曼滤波 EKF 和无迹卡尔曼滤波 UKF)在状态估计中的应用。着重讲解了如何基于系统的噪声模型和测量不确定性来设计最优的滤波器结构,并分析了其在实时环境下的计算复杂度和收敛速度。 1.3 现代反馈控制策略: 侧重于如何将理论上的LQR、极点配置和先进的滑模控制(SMC)转化为可在实际嵌入式硬件上高效运行的代码。讨论了控制器增益的计算、离线优化到在线实时调整的转化过程,以及如何处理系统中的执行器饱和和传感器延迟问题。 第二部分:嵌入式平台架构与实时操作系统(RTOS) 本部分关注控制系统软件的物理载体和运行环境。由于控制任务的严格时间约束,选择合适的硬件平台和操作系统至关重要。本书着眼于通用高性能嵌入式处理器(如多核ARM Cortex-A系列或高性能FPGA配套处理器)的应用。 2.1 嵌入式系统硬件选型与接口设计: 讨论了高精度模数/数模转换器(ADC/DAC)的选择标准,包括有效位数(ENOB)、采样率和信噪比(SNR)。详细分析了高速数据采集通道的硬件同步机制,以及如何利用DMA(直接内存存取)技术减少CPU干预,实现高效的数据流处理。 2.2 实时操作系统(RTOS)原理与任务调度: 深入剖析了FreeRTOS、VxWorks或QNX等主流RTOS的核心机制。重点分析了优先级反转、死锁和竞态条件等实时系统常见问题,并介绍了信号量、互斥锁、消息队列等同步原语的正确使用范式。尤其强调了周期性任务(Periodic Tasks)的抖动(Jitter)分析与最小化技术。 2.3 确定性与时间敏感性编程: 探讨了如何编写具有强确定性(Determinism)的控制代码。内容包括避免动态内存分配、缓存一致性问题(Cache Coherence)的处理,以及如何利用硬件特性(如流水线管理)来保证控制回路在严格的时限内完成计算和输出。 第三部分:系统集成、验证与调试技术 一个成功的数字控制系统不仅依赖于优秀的算法,更依赖于严谨的工程验证过程。本部分聚焦于如何将理论模型转化为稳定、可靠的工程产品。 3.1 软硬件在环仿真(HIL/SIL): 详细介绍了硬件在环(HIL)和软件在环(SIL)仿真的搭建流程和工具链。重点讲解了如何构建高保真度的系统环境模型,并利用实时仿真平台(如dSPACE或Opal-RT)来测试嵌入式控制器的鲁棒性和极限工况下的响应,从而在物理测试之前发现潜在的设计缺陷。 3.2 工业通信协议与数据链路: 鉴于现代控制系统需要与其他设备协同工作,本书系统介绍了工业以太网协议(如EtherCAT或PROFINET IRT)在确定性数据传输中的作用。分析了这些协议的帧结构、时间同步机制(如PTP/IEEE 1588),以及在嵌入式系统中实现这些协议栈的挑战与优化方法。 3.3 系统辨识与在线参数调整: 在系统运行过程中,由于环境变化、老化或负载变化,系统的真实参数可能会漂移。本书介绍了几种在线系统辨识方法(如梯度法或递归最小二乘法 RLS),以及如何在保证系统稳定性的前提下,安全地对控制器参数进行实时微调的策略。 目标读者与价值 本书面向具有一定自动控制或电子工程背景的工程师、应用科学家和研究生。它提供了从高级控制理论到嵌入式系统实现的完整技术桥梁,强调理论的工程落地性、代码的实时性和系统的可验证性。阅读本书,读者将能够独立设计、实现和部署高性能、高可靠性的数字控制解决方案,适用于高端数控机床、航空姿态控制、精密运动平台以及复杂过程控制等对实时性要求苛刻的领域。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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我是一位经验丰富的嵌入式系统工程师,虽然我对单片机编程非常熟悉,但在电力电子控制方面,我还有很多需要学习的地方。我一直认为,电力电子的精髓在于其控制算法的巧妙设计,而单片机则是实现这些算法的最佳平台。《电力电子单片机控制技术》这本书,听起来正是为我这样希望提升专业技能的工程师准备的。我希望这本书能够深入探讨高级的电力电子控制理论,比如模型预测控制(MPC)、滑模变结构控制(SMC)等,并且能够详细讲解如何在单片机上高效地实现这些算法。我特别关注书中关于如何进行系统建模和仿真,以及如何将仿真结果转化为实际的控制代码的部分。我对于书中可能包含的关于如何进行多核处理器或FPGA与单片机协同设计的讨论也很有兴趣,因为在一些高性能的电力电子系统中,可能会用到这样的技术。我希望书中能够提供一些关于如何进行底层硬件优化的建议,比如如何利用单片机的硬件加速器来提高控制性能。我期待这本书能够帮助我突破现有技术瓶颈,在电力电子控制领域取得更大的进步。

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最近在学习一款新的变频器,感觉里面的控制算法非常精妙,尤其是关于电机转速和转矩的控制,让我着迷。我一直认为,单片机在电力电子控制领域扮演着核心的角色,它是实现各种复杂控制策略的“大脑”。《电力电子单片机控制技术》这本书,让我看到了深入理解这一领域的希望。我非常期待这本书能够详细介绍各种先进的电力电子控制技术,比如空间矢量脉宽调制(SVPWM)、直接转矩控制(DTC)、模糊PID控制、自适应控制等,并且能够清晰地阐述这些控制算法是如何通过单片机来实现的。我希望书中能够提供不同控制算法的性能对比分析,以及它们在不同应用场景下的优缺点。我对于如何利用单片机的DSP指令集或浮点运算单元来加速控制算法的执行也很有兴趣,希望书中能够对此有所提及。此外,我还希望书中能够包含一些关于如何利用单片机实现故障诊断和保护功能的章节,比如过载保护、短路保护、过温保护等,这对于提高电力电子系统的安全性和可靠性至关重要。我个人对低功耗设计和能量管理方面也有一些探索,如果书中能涉及相关的控制策略,那将是极大的惊喜。

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作为一名在工业自动化领域工作的工程师,我对电力电子设备的应用有着深刻的体会。从生产线的驱动系统到各种自动化设备的电源供应,都离不开高效、可靠的电力电子控制。而单片机作为一种集成度高、成本低廉的微控制器,在其中发挥着不可替代的作用。《电力电子单片机控制技术》这本书,听起来就非常符合我的实际需求。我希望这本书能够深入讲解单片机在不同类型工业驱动器中的应用,比如伺服驱动器、步进电机驱动器、伺服阀控制等。我尤其关注书中关于如何实现高精度定位和速度控制的部分,这对于许多工业自动化应用来说至关重要。我希望书中能够详细介绍如何利用单片机的定时器、PWM、编码器接口等外设,结合PID、梯形波、S形曲线等控制算法,来实现精确的运动控制。我对于书中可能包含的关于如何进行通信接口设计(如CAN、RS485、Ethernet等)的内容也充满期待,因为在工业自动化系统中,多设备协同工作是常态。我希望书中能够提供一些实际的案例,例如如何控制一个机器人手臂的关节,或者如何实现一个传送带的速度同步。

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我是一名电子专业的本科生,目前正在进行毕业设计,课题恰好涉及到基于单片机控制的开关电源。在此之前,我虽然学过电力电子和微控制器,但将它们结合起来进行实际的控制设计,对我来说还是一个不小的挑战。市面上关于单片机和电力电子的书籍很多,但很多都过于理论化,或者过于偏向某一个特定类型的电路,很难找到一本能够系统性地讲解如何将单片机应用于各种电力电子拓扑中的控制技术的书。《电力电子单片机控制技术》这个书名,给我带来了很大的希望。我希望这本书能够从单片机的基本原理入手,比如GPIO、定时器/计数器、ADC、DAC、PWM等模块的功能和使用方法,然后深入到如何利用这些模块来实现各种电力电子变换器的控制,比如DC-DC变换器(Buck, Boost, Buck-Boost)、AC-DC变换器(整流)、DC-AC变换器(逆变器)等。我期待书中能够提供丰富的示例代码,最好是能够针对几种主流的单片机平台,比如Arduino(虽然可能不够专业,但作为入门很有帮助)、STM32等,能够详细讲解如何编写程序来实现闭环控制。我特别希望书中能够有关于如何进行算法设计和优化的内容,比如PID控制器参数的整定方法,模糊控制、模型预测控制等高级控制策略在电力电子中的应用。如果书中还能包含一些关于如何进行硬件选型和PCB设计的指导,那将更是完美。

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这本书的出现,简直就是为我们这些在实际工程中摸爬滚打的工程师们量身定做的!我们平时在做产品开发,尤其是在新能源领域,比如光伏逆变器、储能系统、电动汽车充电桩等等,都离不开对电力电子器件的高效、精准控制,而单片机无疑是实现这种控制的最佳载体。我之前也接触过一些关于单片机和电力电子的书籍,但总感觉要么侧重于硬件电路,要么偏向于软件编程,很少有能将两者有机结合,并深入到实际应用层面的。所以我对《电力电子单片机控制技术》这本书充满了好奇。我希望这本书能够详细讲解如何在实际项目中,根据不同的应用场景,选择最合适的单片机型号,并进行高效的硬件外设配置,例如ADC采样精度、定时器精度、PWM输出频率和分辨率等等。我特别关注书中关于如何进行软件架构设计的部分,例如如何组织代码,如何实现任务调度,如何保证控制的实时性和鲁棒性。我非常希望书中能有具体的项目案例,比如一个简单的DC-DC升压电路的PID控制,或者一个三相无刷直流电机驱动器的方波或正弦波控制,能够从原理、硬件连接、代码实现到调试过程都进行详尽的解析。这对于我们这些需要快速将理论转化为实践的工程师来说,价值是巨大的。我甚至期待书中能有一些关于如何进行EMC设计和干扰抑制的建议,因为这在电力电子产品中也是一个非常棘手的问题。

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作为一名爱好者,我对DIY电子项目充满热情,尤其是涉及到电力电子和单片机控制的。我一直在寻找一本能够将复杂的电力电子原理和单片机编程有机结合的书,让我能够在家动手实现一些有趣的项目。《电力电子单片机控制技术》这本书,听起来就非常符合我的需求。我希望这本书能够从最基础的原理讲起,比如如何使用单片机生成PWM信号来控制LED亮度,或者如何实现一个简单的DC-DC升压电路。我期待书中能够提供详细的电路图和代码示例,并且能够解释清楚每一步操作的原理。我对于书中可能包含的关于如何利用单片机读取传感器数据(比如电压、电流、温度)来闭环控制电力电子设备的内容也很有兴趣,这能让我的DIY项目更加智能化。我希望这本书能够引导我完成一些有挑战性的项目,比如制作一个太阳能充电控制器,或者一个简易的逆变器。我期待这本书能够点燃我的创造力,让我能够在电力电子和单片机的世界里尽情探索。

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我是一名软件工程师,对硬件和嵌入式开发一直都非常感兴趣,尤其是在电力电子领域。我一直觉得,将软件的灵活性和硬件的强大能力结合起来,能够创造出无限可能。《电力电子单片机控制技术》这本书,听起来就像是连接我现有技能和新领域的一座桥梁。我希望这本书能够从单片机的软件架构和编程思想出发,深入讲解如何将这些软件能力应用到电力电子控制中。我期待书中能够详细介绍如何进行实时的任务调度,如何处理中断,如何进行高效的算法实现,以及如何进行代码的优化和调试。我对于书中可能包含的关于如何进行硬件抽象层(HAL)设计的讨论也很有兴趣,这能让我在软件层面更好地与硬件交互。我希望这本书能够引导我掌握一种全新的编程思维,能够让我能够理解并参与到电力电子系统的开发中。我期待这本书能够让我感受到软件和硬件融合的魅力,开启我在嵌入式电力电子领域的新篇章。

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我是一名电力电子专业的教授,在教学过程中,我一直希望能找到一本能够系统、全面地介绍单片机在电力电子控制领域应用的教材。我希望这本书能够涵盖从基础理论到前沿技术的广泛内容,并且能够体现出最新的发展趋势。《电力电子单片机控制技术》这本书,正是我们一直在寻找的。我希望书中能够详细讲解各种电力电子拓扑的数学模型,以及如何基于这些模型设计高效的单片机控制算法。我对于书中能够包含关于如何利用现代控制理论(如自适应控制、鲁棒控制、最优控制等)来解决电力电子控制中的复杂问题充满期待。我希望书中能够提供一些关于如何进行系统级仿真的方法和工具,以及如何将仿真结果有效地应用于实际硬件设计。我对于书中能够提及一些关于如何进行嵌入式软件开发流程和调试技巧的内容也很有兴趣,这对于培养学生的实践能力至关重要。我希望这本书能够成为我们教学的重要参考,帮助学生深入理解单片机在电力电子控制领域的巨大潜力。

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终于等到这本书了!作为一个刚刚入门电力电子控制领域的研究生,我实在太需要一本能够系统讲解单片机在电力电子系统中应用的教材了。《电力电子单片机控制技术》这个书名一出来,就牢牢抓住了我的眼球。我平时看的很多文献,都离不开单片机在逆变器、变压器、电机驱动等方面的精妙控制,但苦于没有一本能够把我这些零散的知识点串联起来的书。我一直在寻找一本,既能讲清楚电力电子基本原理,又能深入剖析单片机底层控制细节,最好还能提供一些实用的案例代码。我希望这本书的理论讲解不会过于晦涩,能够由浅入深,从最基础的PWM生成讲起,到更复杂的矢量控制、同步整流等等,都能有清晰的图示和逻辑推理。更重要的是,我希望它能详细介绍不同系列单片机(比如STM32、AVR、PIC等)在实际应用中的选型考量,以及如何针对具体的电力电子拓扑结构(如LLC、Flyback、三相逆变器等)进行硬件接口设计和软件算法实现。我对书中可能包含的章节充满了期待,比如关于采样、滤波、死区控制、过流过压保护等这些看似细节却至关重要的部分,希望能得到详尽的阐述。我个人对实时操作系统(RTOS)在电力电子控制中的应用也颇感兴趣,如果书中能对这部分内容有所涉及,那简直是锦上添花了。总之,我期待这本书能成为我在电力电子控制领域学习路上的“通关秘籍”。

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我是一名电子工程专业的学生,对电力电子和嵌入式系统都有浓厚的兴趣。我一直想找到一本能够将这两者完美结合的书,系统地学习单片机在电力电子领域的应用。《电力电子单片机控制技术》这本书的出现,让我眼前一亮。我希望这本书能够从基础的单片机硬件结构和指令集讲起,然后逐步深入到如何利用单片机来实现各种电力电子拓扑的控制。我期待书中能够详细讲解PWM生成原理、ADC采样、数据处理以及如何通过反馈控制实现稳压、稳流、稳速等功能。我对于书中可能包含的各种电力电子电路的讲解也充满期待,比如开关电源、逆变器、变频器等,并希望能够看到这些电路的单片机控制实现细节。我特别希望书中能够提供一些图文并茂的讲解,能够清晰地展示单片机与电力电子器件之间的连接方式,以及控制信号的传递过程。我个人对功耗优化和效率提升方面也有一定的关注,如果书中能够提及相关的单片机控制策略,那将是非常宝贵的知识。我希望这本书能够成为我学习电力电子单片机控制的“启蒙书”。

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