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機械電子學：機械和電氣工程中的電子控制系統（原書第6版）

為了解決avr穩壓器原理的問題，作者WilliamBolton 這樣論述：

機械電子學是電子工程、機械工程、控制和電腦工程的集成，它處在無數設備、過程和技術的核心。沒有它，將無法想像現代的生活。從自動對焦照相機，到汽車發動機管理系統，從達到新技術發展水準的機器人，到普通的洗衣機，機械電子都參與其中。本書對機械電子學領域做了清晰和全面的介紹。通過實踐和應用，有助於您獲得所需的綜合能力來理解和設計機電一體化系統。它同樣也深入闡述機械電子學的原理，為形成一種真正的跨學科和綜合化的工程方法提供一個思維框架。 威廉·博爾頓（William Bolton）曾擔任英國商業與技術委員會（BTEC）繼續教育的顧問以及研發和監控的負責人，他編著了多部成功的工程教科書，

包括《Mechatronics》《Engineering Science》《Higher Engineering Science》《Mechanical Science》《Instrumentation and Control Systems》等，被國外各大學廣泛採用，獲得了很好的反響。 出版者的話 譯者序 前言 第一部分 概述 第1章 機械電子學導論1 1.1 什麼是機械電子學1 1.1.1 機電一體化系統實例1 1.1.2 嵌入式系統2 1.2 設計流程2 1.2.1 傳統的機械電子學設計3 1.3 系統4 1.3.1 系統建模4 1.3.2 連接系統5 1.4 測量系

統5 1.5 控制系統6 1.5.1 回饋6 1.5.2 開環與閉環系統7 1.5.3 閉環系統的基本要素8 1.5.4 類比和數位控制系統11 1.5.5 順序控制器14 1.6 可程式設計邏輯控制器15 1.7 機電一體化系統的例子16 1.7.1 數碼相機與自動對焦16 1.7.2 發動機管理系統17 1.7.3 MEMS和汽車安全氣囊18 本章小結18 習題19 第二部分 感測器與信號調理 第2章 感測器和變送器21 2.1 感測器和變送器簡介21 2.1.1 智慧感測器21 2.2 性能術語22 2.2.1 靜態和動態特性24 2.3 位移、位置和接近25 2.3.1 電位器感測器2

5 2.3.2 應變片26 2.3.3 電容元件27 2.3.4 差動變壓器29 2.3.5 渦流式接近感測器30 2.3.6 電感式接近開關30 2.3.7 光學編碼器30 2.3.8 氣動感測器32 2.3.9 接近開關32 2.3.10 霍爾效應感測器33 2.4 速度和運動34 2.4.1 增量式編碼器34 2.4.2 測速發電機34 2.4.3 熱釋電感測器35 2.5 力36 2.5.1 應變式稱重感測器36 2.6 流體壓力36 2.6.1 壓電感測器38 2.6.2 觸覺感測器39 2.7 液體流動39 2.7.1 孔板39 2.7.2 渦輪流量計40 2.8 液位40 2.8

.1 浮塊40 2.8.2 壓差40 2.9 溫度40 2.9.1 雙金屬片41 2.9.2 電阻溫度檢測器41 2.9.3 熱敏電阻41 2.9.4 熱敏二極體和電晶體42 2.9.5 熱電偶42 2.10 光敏感測器44 2.11 感測器的選擇45 2.12 通過開關輸入資料45 2.12.1 消抖46 2.12.2 鍵盤47 本章小結47 習題47 第3章 信號調理50 3.1 信號調理簡介50 3.1.1 信號調理流程50 3.2 運算放大器51 3.2.1 反相放大器51 3.2.2 同相放大器52 3.2.3 加法放大器52 3.2.4 積分和微分放大器53 3.2.5 差分放大器

54 3.2.6 對數放大器56 3.2.7 比較器57 3.2.8 實際放大器58 3.3 保護59 3.4 濾波60 3.5 惠斯通電橋61 3.5.1 溫度補償62 3.5.2 熱電偶補償64 3.6 脈衝調製64 3.7 與信號相關的問題65 3.7.1 接地65 3.7.2 電磁干擾66 3.8 功率輸送67 本章小結67 習題68 第4章 數位信號69 4.1 數位信號簡介69 4.1.1 二進位數字69 4.2 類比信號和數位信號69 4.2.1 採樣定理71 4.2.2 數模轉換71 4.3 數模轉換器和模數轉換器71 4.3.1 DAC71 4.3.2 ADC73 4.3.3

採樣和保持放大器76 4.4 多工器77 4.4.1 數位多工器77 4.4.2 時分多工78 4.5 資料獲取78 4.5.1 資料精度79 4.5.2 錯誤檢測的同位方法79 4.6 數位信號處理80 本章小結81 習題81 第5章 數位邏輯82 5.1 數位邏輯簡介82 5.2 邏輯門82 5.2.1 AND門82 5.2.2 OR門83 5.2.3 NOT門84 5.2.4 NAND門84 5.2.5 NOR門85 5.2.6 XOR門85 5.2.7 邏輯門的組合86 5.2.8 邏輯系列與積體電路87 5.3 邏輯門的應用88 5.3.1 校驗位元發生器88 5.3.2 數字比較

器88 5.3.3 編碼器89 5.3.4 解碼器89 5.4 時序邏輯93 5.4.1 觸發器93 5.4.2 同步系統94 5.4.3 JK觸發器95 5.4.4 D觸發器96 5.4.5 寄存器97 5.4.6 555計時器97 本章小結98 習題98 第6章 資料顯示系統100 6.1 顯示方式100 6.1.1 負載效應100 6.2 資料顯示元件101 6.2.1 類比儀錶和數位儀錶101 6.2.2 類比圖記錄儀101 6.2.3 陰極射線示波器101 6.2.4 視覺顯示單元102 6.2.5 印表機103 6.3 磁記錄104 6.3.1 磁記錄碼105 6.3.2 磁片10

7 6.4 光學記錄107 6.5 顯示器108 6.5.1 發光二極體109 6.5.2 液晶顯示器110 6.6 資料獲取系統111 6.6.1 電腦與插件板111 6.6.2 資料記錄器113 6.7 測量系統114 6.7.1 用於檢測提起重量的稱重感測器114 6.7.2 溫度警報系統115 6.7.3 滑輪的角位置115 6.7.4 溫度測量的二進位輸出116 6.8 測試和校準116 6.8.1 校準117 本章小結118 習題118 第三部分 驅動 第7章 氣動與液壓驅動系統121 7.1 驅動系統121 7.2 氣動與液壓系統121 7.2.1 液壓系統121 7.2.2 氣

動系統123 7.2.3 閥124 7.3 方向控制閥124 7.3.1 閥的符號125 7.3.2 先導閥126 7.3.3 單向閥127 7.4 壓力控制閥127 7.5 缸體128 7.5.1 缸的順序控制130 7.6 伺服和比例控制閥132 7.7 程序控制閥132 7.7.1 閥體和閥芯133 7.7.2 控制閥的尺寸計算135 7.7.3 流體控制系統舉例135 7.8 旋轉驅動器136 本章小結136 習題137 第8章 機械驅動系統139 8.1 機械系統139 8.2 運動類型139 8.2.1 自由度和約束140 8.2.2 負載141 8.3 運動鏈141 8.3.1

四杆鏈141 8.3.2 滑塊曲柄機構142 8.4 凸輪143 8.5 齒輪145 8.5.1 齒輪系146 8.5.2 轉動和平動的轉換147 8.6 棘輪和棘爪147 8.7 帶傳動和鏈傳動147 8.7.1 帶的類型148 8.7.2 鏈傳動149 8.8 軸承149 8.8.1 徑向滑動軸承149 8.8.2 球軸承和滾柱軸承150 8.8.3 軸承的選擇151 本章小結151 習題151 第9章 電氣驅動系統153 9.1 電氣系統153 9.2 機械開關153 9.2.1 繼電器153 9.3 固態開關154 9.3.1 二極體155 9.3.2 晶閘管和三端雙向可控矽元件155

9.3.3 雙極型電晶體157 9.3.4 MOSFET159 9.4 螺線管159 9.5 直流電動機160 9.5.1 有刷直流電動機161 9.5.2 含勵磁線圈的有刷直流電動機162 9.5.3 有刷直流電動機的控制163 9.5.4 無刷永磁直流電動機165 9.6 交流電動機167 9.7 步進電動機168 9.7.1 步進電動機技術參數169 9.7.2 步進電動機控制170 9.7.3 步進電動機的選擇172 9.8 電動機選擇173 9.8.1 慣量匹配173 9.8.2 轉矩要求174 9.8.3 功率要求175 本章小結175 習題176 第四部分 微處理器系統 第10

章 微處理器和微控制器177 10.1 控制177 10.2 微處理器系統177 10.2.1 匯流排177 10.2.2 微處理器179 10.2.3 記憶體181 10.2.4 輸入/輸出183 10.2.5 系統示例184 10.3 微控制器186 10.3.1 摩托羅拉M68HC11187 10.3.2 Intel 8051191 10.3.3 Microchip微控制器193 10.3.4 Atmel AVR微控制器和Arduino198 10.3.5 選擇微控制器200 10.4 應用200 10.4.1 溫度測量系統201 10.4.2 家用洗衣機201 10.5 程式設計202

10.5.1 偽代碼202 本章小結203 習題204 第11章 組合語言205 11.1 語言205 11.2 指令集205 11.2.1 定址208 11.2.2 資料移動209 11.3 組合語言程式210 11.3.1 組合語言程式的範例211 11.4 副程式215 11.4.1 延時副程式215 11.5 查閱資料表217 11.5.1 步進電動機的控制延時218 11.6 嵌入式系統220 11.6.1 嵌入式程式220 本章小結222 習題223 第12章 C語言224 12.1 為什麼選擇C語言224 12.2 程式結構224 12.2.1 主要特徵224 12.2.2 一

個C程式的示例228 12.3 分支和迴圈228 12.4 陣列231 12.5 指針232 12.5.1 指針的算數運算232 12.5.2 指標和陣列233 12.6 程式開發233 12.6.1 標頭檔233 12.7 程式的示例234 12.7.1 電動機的起動與停止234 12.7.2 讀ADC通道234 12.8 Arduino程式設計235 本章小結238 習題238 第13章 輸入/輸出系統240 13.1 介面240 13.2 輸入/輸出定址240 13.2.1 輸入/輸出寄存器241 13.3 介面要求242 13.3.1 緩衝器243 13.3.2 握手243 13.3.

3 輪詢和中斷244 13.3.4 序列介面247 13.4 外設介面適配器247 13.4.1 PIA初始化249 13.4.2 通過PIA連接中斷信號250 13.4.3 與PIA介面的例子251 13.5 串列通信介面251 13.5.1 微處理器的序列介面253 13.6 介面的示例254 13.6.1 通過解碼器控制七段數碼管254 13.6.2 類比介面256 本章小結257 習題257 第14章 可程式設計邏輯控制器258 14.1 簡介258 14.2 PLC基本結構258 14.2.1 輸入/輸出258 14.2.2 輸入程式260 14.2.3 PLC的形式260 14.3

輸入/輸出處理261 14.3.1 持續更新261 14.3.2 大規模輸入/輸出複製261 14.3.3 輸入/輸出位址261 14.4 梯形圖程式設計261 14.4.1 邏輯函數263 14.5 指令清單264 14.5.1 指令清單和邏輯函數265 14.5.2 指令清單和分支程式265 14.6 自鎖和內部繼電器266 14.6.1 內部繼電器266 14.7 順序控制268 14.8 計時器與計數器269 14.8.1 計時器269 14.8.2 計數器270 14.9 移位暫存器271 14.10 主控指令和跳轉指令控制272 14.10.1 跳轉273 14.11 資料處理2

73 14.11.1 資料移動274 14.11.2 資料比較274 14.11.3 算數運算274 14.11.4 代碼轉換275 14.12 模擬輸入/輸出275 本章小結276 習題276 第15章 通信系統279 15.1 數位通信279 15.2 集中式、分層式與分散式控制279 15.2.1 並行與串列資料傳輸280 15.2.2 串列資料通信方式280 15.3 網路281 15.3.1 網路存取控制282 15.3.2 寬頻與基帶282 15.4 協議282 15.5 開放系統互相連線通信模型283 15.5.1 網路標準284 15.6 串列通信介面285 15.6.1 RS

-232285 15.6.2 20mA電流環287 15.6.3 I2C匯流排287 15.6.4 CAN匯流排288 15.6.5 USB289 15.6.6 相線290 15.7 並行通信介面290 15.7.1 其他匯流排292 15.8 無線協議293 本章小結293 習題294 第16章 故障檢測295 16.1 故障檢測技術295 16.2 看門狗計時器296 16.3 同位與誤碼檢測296 16.4 常見的硬體故障298 16.4.1 感測器298 16.4.2 開關和繼電器298 16.4.3 電動機298 16.4.4 液壓和氣動系統298 16.5 微處理器系統298 16

.5.1 故障檢測技術299 16.5.2 系統故障定位方法301 16.5.3 自測試系統301 16.6 模擬和模擬301 16.6.1 模擬302 16.7 PLC系統302 16.7.1 程式測試302 16.7.2 輸入/輸出測試303 16.7.3 PLC作為系統的監視器303 本章小結304 習題305 第五部分 系統模型 第17章 基本系統模型307 17.1 數學模型307 17.2 機械系統模組308 17.2.1 轉動系統309 17.2.2 構建一個機械系統310 17.3 電氣系統模組313 17.3.1 構建電氣系統模型314 17.3.2 電氣和機械系統的比較31

6 17.4 流體系統模組316 17.4.1 構建流體系統模型319 17.5 熱力系統模組322 17.5.1 構建熱系統模型323 本章小結324 習題324 第18章 工程系統模型327 18.1 工程系統327 18.2 轉動－平動系統327 18.3 機電一體化系統328 18.3.1 電位器328 18.3.2 直流電動機328 18.4 線性度330 18.5 液壓機械系統332 本章小結334 習題334 第19章 系統的動態回應335 19.1 動態系統建模335 19.1.1 微分方程335 19.2 術語335 19.2.1 自然回應與受迫回應335 19.2.2 瞬態

與穩態回應336 19.2.3 輸入的形式336 19.3 一階系統337 19.3.1 自然回應337 19.3.2 受迫輸入回應338 19.3.3 一階系統的例子339 19.3.4 時間常量340 19.4 二階系統341 19.4.1 自然回應342 19.4.2 有受迫輸入時的回應344 19.4.3 二階系統的例子345 19.5 二階系統的性能指標346 19.6 系統辨識348 本章小結348 習題349 第20章 系統傳遞函數352 20.1 傳遞函數352 20.1.1 拉普拉斯變換353 20.2 一階系統354 20.2.1 具有階躍輸入的一階系統354 20.2.2

一階系統的例子354 20.3 二階系統356 20.3.1 具有階躍輸入的二階系統356 20.3.2 二階系統的例子357 20.4 串聯的系統357 20.4.1 串聯系統的例子357 20.5 帶回饋環的系統358 20.5.1 負反饋系統的例子358 20.6 極點位置對瞬態回應的影響359 20.6.1 s平面360 20.6.2 校正360 本章小結361 習題361 第21章 頻率回應363 21.1 正弦輸入363 21.1.1 系統對正弦輸入的回應363 21.2 相量363 21.2.1 相量方程364 21.3 頻率回應365 21.3.1 一階系統的頻率回應365

21.3.2 二階系統的頻率回應367 21.4 伯德圖367 21.4.1 G（s）=K的伯德圖367 21.4.2 G（s）=1/s的伯德圖368 21.4.3 一階系統的伯德圖368 21.4.4 二階系統的伯德圖369 21.4.5 建立伯德圖369 21.4.6 系統辨識372 21.5 性能指標374 21.6 穩定性374 本章小結375 習題375 第22章 閉環控制系統377 22.1 連續與離散控制過程377 22.1.1 開環與閉環控制系統377 22.2 術語378 22.2.1 滯後378 22.2.2 穩態誤差378 22.2.3 控制模式379 22.3 兩步控制

模式380 22.4 比例模式381 22.4.1 電子比例控制器381 22.4.2 系統回應382 22.5 微分控制382 22.5.1 比例微分（PD）控制383 22.6 積分控制383 22.6.1 比例積分（PI）控制384 22.7 PID控制器385 22.7.1 運算放大器PID電路385 22.8 數字控制器386 22.8.1 控制模式的實現386 22.8.2 採樣速率387 22.8.3 電腦控制系統387 22.9 控制系統性能387 22.10 控制器校正388 22.10.1 階躍回應法388 22.10.2 臨界比例度法389 22.11 速度控制389 2

2.12 自我調整控制390 22.12.1 變增益控制391 22.12.2 自校正391 22.12.3 模型參考自我調整系統392 本章小結392 習題392 第23章 人工智慧394 23.1 什麼是人工智慧394 23.1.1 自我調控394 23.2 感知和識別394 23.2.1 識別394 23.2.2 神經網路395 23.3 推理395 譯者序本書是WilliamBolton先生編寫的機械電子學國際通用教材，內容涵蓋感測器與信號調理、數位信號、數位邏輯、資料顯示系統、氣動和液壓驅動系統、機械驅動系統、電氣驅動系統、微處理器、組合語言、C語言、輸入/輸出系

統、PLC、通信系統、故障檢測、系統模型、系統的動態回應、系統傳遞函數、頻率回應、閉環控制系統、人工智慧、機電系統設計案例等，是一本多學科交叉融合的綜合性教材。該教材理論講解深入淺出，體系結構完整，機械電子結合充分，習題豐富，一直被國外各大學採用，獲得了非常好的評價。 通過翻譯引進該教材，可借鑒國外機械電子教學的先進經驗，有利於推動國內大學機械電子課程教學與國外大學的接軌，進而推動我國本科生和研究生課程的國際化建設。 本書不僅可以作為高等院校的機械、電氣、控制工程等工科專業本科生和研究生的教材，還可作為廣大工程技術人員的參考書。 本書第3～5、9～12、14、16～19、21、23、24

章和索引由付莊翻譯，第1章由付莊、管恩廣翻譯，第2章由付莊、蔡雄風翻譯，第6章由宋陽翻譯，第7章由鄭望望翻譯，第8章由鄧文昊翻譯，第13章由錢歡翻譯，第15章由翟嘉心翻譯，第20章由湯智誠翻譯，第22章由劉基昊翻譯。附錄A由周航飛翻譯，附錄B、C由楊凇翻譯，附錄D、F由劉文紅翻譯，附錄E由薛美風翻譯，附錄G由魏振紅翻譯。 第2、4、7、10、11、13、20章和附錄由付莊初校，第3章由魏振紅初校，第5章由盛致愉初校，第6章由鄧文昊初校，第9章由俞港初校，第17章由周航飛初校，第1、16、18、21、23章由管恩廣初校，第8、19章由詹世濤初校，第22章由曹峰初校，第12章由李爽初校，第24章由

鄭望望初校。付莊進行了全書的總審校，編寫了原書的勘誤表，並修正了書中的錯誤和疏漏之處。 本書的翻譯還得到了上海交通大學“機電一體化系統設計”研究生公共基礎課建設項目的支持和許多老師、同學的幫助，並參考了相關的資料，在此對這些資料的作者以及相關的老師和同學表示衷心的感謝。 由於譯者水準有限，本書錯譯漏譯等不足之處在所難免，敬請讀者批評指正。 譯者2018年2月

現代同步發電機勵磁系統設計及應用（第三版）

為了解決avr穩壓器原理的問題，作者李基成 這樣論述：

《現代同步發電機勵磁系統設計及應用(第三版）》以論述現代同步發電機勵磁系統的基礎原理、系統的組成為主線,結合國內外勵磁技術至2015年的新進展,系統的論述勵磁系統的基本功能和性能特徵,兼顧設計及應用的需求,通過此書以瞭解勵磁系統多方位的全貌，如與繼電保護,變頻起動的配合和參數的協調等專題,彌補了單一論述勵磁功能的不足。   本書論述內容複蓋面廣,水電勵磁系統包括抽水蓄能機組,火電勵磁系統包括有常規及核電機組，論述內容力求與勵磁技術的時代發展相同步。 第一版序 第一版前言 前言 第一章　勵磁控制方式的演繹與發展 第一節　概　述 第二節　勵磁控制方式的演繹 一、基於古典控制理論

的單變數控制方式［1］ 二、基於現代控制理論的線性多變數控制方式 第三節　線性多變數綜合控制器 一、TAGEC概述［2］ 二、TAGEC的控制方式 三、TAGEC多變數控制系統的數學模型 四、TAGEC系統的構成 五、輸電系統的數位類比試驗 第四節　非線性多變數勵磁控制器［3］ 第五節　電力系統電壓調節器PSVR［4］ 一、概述 二、PSVR改善系統電壓特性的效果 三、PSVR的線路組成 四、PSVR與AVR控制特性的比較 五、PSVR的基本功能 六、PSVR的模擬試驗 第二章　同步發電機的基本特性［5］ 第一節　同步發電機電動勢相量圖 一、隱極發電機 二、凸極發電機 第二節　同步發電機的電

磁功率與功角特性 一、功率、轉矩平衡方程式 二、電磁功率及功角特性運算式 第三節　同步發電機運行容量特性曲線 一、隱極發電機的運行容量圖 二、凸極發電機的運行容量曲線 第四節　外接電抗對運行容量特性曲線的影響［6］ 第五節　發電機運行特性曲線 一、水輪發電機運行特性曲線 二、水輪發電機容量特性曲線 三、水輪發電機V形曲線 第六節　同步發電機的暫態特性［7］ 一、暫態電抗X＇d 二、暫態電勢 三、轉子勵磁回路的暫態方程式 四、三相短路時的暫態電勢變化 五、勵磁電壓變化對暫態電勢的影響 第三章　勵磁調節對電力系統穩定性的影響 第一節　穩定性的定義和分類 第二節　穩定性的判據 第三節　勵磁調節對電

力系統穩定的影響［8］ 一、勵磁調節對靜態穩定的影響 二、勵磁調節對暫態穩定的影響 第四章　勵磁系統的靜態及暫態特 第一節　勵磁系統的靜態特性 一、勵磁系統的靜態特性 二、發電機自然電壓調差特性 三、發電機電壓靜差率 第二節　發電機的電壓調差及電壓調差係數 一、發電機電壓調差率 二、不同運行接線方式時電壓調差係數的確定 三、自然調差率與附加調差係數 四、附加調差係數的構成 五、小結 第三節　勵磁系統的暫態特性 一、大擾動信號暫態回應 二、小偏差信號暫態回應 第四節　勵磁系統的穩定性分析 第五章　勵磁系統的控制規律及數學模型 第一節　勵磁系統的基本控制規律 一、勵磁控制系統的基本術語 二、控

制系統的傳遞函數 三、勵磁控制器的基本控制規律 四、PID控制規律的數位描述 五、勵磁控制系統的並聯回饋校正 第二節　勵磁系統的數學模型［10］ 一、靜態自勵勵磁系統 二、交流勵磁機系統 三、整流器 第三節　勵磁控制單元的數學模型 一、負載電流阻抗補償（LCC） 二、自動無功功率調節器（AQR） 三、自動功率因數調節器（APFR） 四、低勵磁限制（UEL） 五、過勵磁限制（OEL） 六、電力系統穩定器（PSS） 第四節　勵磁系統參數的設定 一、比例式AVR參數的設定 二、頻率回應及階躍回應計算 三、比例—積分式AVR參數的設定 四、PSS參數的設定 第六章　三相橋式整流電路的基本特性［11］

第一節　概　述 第二節　三相橋式整流器工作原理 第三節　第Ⅰ種換相狀態 第四節　換相角 第五節　整流電壓平均值 一、整流器的控制角α、換相角γ均為零的情況 二、當整流器在空載情況下，控制角α＞0，γ=0 三、在負載可控狀態下，α＞0，γ=0 第六節　整流電壓瞬時值 第七節　元件電流有效值 第八節　交流電流基波及諧波值 一、交流電流基波值 二、交流電流諧波值［12，13］ 第九節　整流裝置的功率因數 第十節　第Ⅲ種換相狀態 第十一節　第Ⅱ種換相狀態 第十二節　整流外特性曲線 第十三節　三相橋式逆變電路的工作原理 第七章　他勵靜止二極體整流器勵磁系統 第一節　交流電流的諧波分析 第二節　非畸變

正弦電動勢及等效換相電抗 一、非畸變正弦電動勢及等效換相電抗 二、用簡化法確定非畸變正弦電動勢 三、等效換相電抗的計算［14］ 第三節　換相角γ與負載電阻rf及換相電抗Xγ的關係式［15］ 第四節　整流電壓比βu和整流電流比βi 一、整流電壓比βu 二、整流電流比βi 第五節　具有整流負載的交流勵磁機穩態計算 第六節　勵磁機通用外特性［16］ 第七節　具有整流負載的交流勵磁機暫態過程 第八節　具有整流負載的交流勵磁機暫態簡化數學模型 一、整流器外特性簡化計算法 二、勵磁機外特性簡化計算法 第九節　發電機勵磁電流小偏差變化時勵磁系統的暫態過程 第十節　二極體整流器對發電機勵磁回路時間常數的影響

第十一節　具有整流器負載的交流勵磁機勵磁電壓回應 一、交流勵磁機空載時的勵磁電壓回應 二、交流勵磁機負載時的勵磁電壓回應 三、發電機三相短路時的勵磁電壓回應 第十二節　交流勵磁機短路電流計算［17］ 一、整流器直流側突然短路 二、發電機端突然三相短路時暫態轉子電流自由分量的確定 第十三節　交流勵磁機額定參數及強勵參數的計算 一、非畸變正弦電勢Ex以及額定功率PN的確定 二、交流副勵磁機額定參數的確定 第八章　無刷勵磁系統 第一節　無刷勵磁系統的發展 一、二極體無刷勵磁系統 二、晶閘管無刷勵磁系統 第二節　無刷勵磁系統的技術規範［18］ 第三節　無刷勵磁系統的組成 一、線路組成 二、交流勵磁機

組的組成 第四節　交流勵磁機的電壓回應特性 第五節　無刷勵磁系統的控制特性 一、小偏差信號時的時間常數補償 二、大擾動信號時的時間常數補償 第六節　無刷勵磁系統的數學模型 一、飽和係數的確定 二、Ⅰ型模型 三、AC-Ⅰ模型 四、AC-Ⅱ模型 第七節　發電機勵磁參數的檢測及故障報警［19］ 一、轉子勵磁繞組勵磁電壓和電流的確定 二、無刷勵磁機的保護、故障監測及報警 第九章　他勵晶閘管整流器勵磁系統 第一節　概　述 第二節　他勵晶閘管整流器勵磁系統的特徵 一、水輪發電機晶閘管整流器勵磁系統的特徵 二、汽輪發電機晶閘管整流器勵磁系統的特徵 第三節　諧波電流負載對輔助發電機電磁特性的影響 一、諧波電

流磁動勢 二、諧波磁動勢對無阻尼繞組發電機電壓波形的影響 三、諧波磁動勢對有阻尼繞組發電機電壓波形的影響 四、阻尼繞組的損耗及容許值 五、定子繞組及鐵芯的損耗 六、電樞反應和功率因數 第四節　他勵晶閘管整流器勵磁系統參數計算 一、輔助發電機 二、不同運行情況下晶閘管整流器控制角的計算 三、均流電抗器 第五節　具有高、低壓橋式整流器的他勵晶閘管勵磁系統 第六節　高、低壓橋式整流線路參數的計算 第七節　他勵晶閘管整流器勵磁系統的暫態過程 第十章　　靜態自勵勵磁系統 第一節　概　述 第二節　靜態自勵勵磁系統的特徵 一、主回路接線方式 二、發電機初始勵磁起勵回路 三、靜態自勵勵磁系統的穩定工作點 四

、自勵發電機的短路電流 五、臨界外電抗 六、短路方式對短路電流變化的影響 七、切除短路故障後自勵發電機的端電壓恢復 八、自勵晶閘管勵磁系統的逆變滅磁 九、勵磁變壓器的保護方式［20］ 第三節　靜態自勵勵磁系統的軸電壓［21，22］ 一、概述 二、軸電壓的來源及防護 三、大型汽輪發電機的軸接地系統 四、新型軸接地裝置 第四節　低勵限制與失磁保護的配合［23］ 一、發電機運行極限圖 二、導納測量原理及推導 三、阻抗與導納測量方法的對比 第五節　水輪發電機的電氣制動［24］ 一、制動系統的選擇 二、電氣制動的基本運算式 三、制動變壓器的選擇 四、電氣制動回路的設計要點 第六節　抽水蓄能水電站電氣制動

的應用實例［25］ 一、電氣制動系統組成 二、電氣制動系統的控制 第十一章　自動勵磁調節器 第一節　概　述 第二節　數位控制的理論基礎［25］ 一、數位離散技術 二、z變換 三、連續系統的離散化 四、保持器的傳遞函數 五、離散相似模型與雙線性變換 第三節　數位採樣與信號變換 一、交流採樣 二、交流採樣的傅裡葉演算法 三、三相一點演算法 四、轉速測量演算法 第四節　控 制 運 算 第五節　標么值的設定 第六節　數字式移相觸發器 一、數字式移相觸發器 二、數位式移相的特徵 第七節　三相全控橋式整流線路的外特性 一、三相全控橋式整流線路 二、線性移相環節 三、余弦移相環節 四、三相全控整流線路的數

學模型 第八節　數位式勵磁系統的特徵 一、數位式勵磁系統的特徵 二、典型數位式勵磁系統的特徵 三、數位式勵磁系統的運行方式 四、數位式勵磁系統的功能 第十二章　勵磁變壓器 第一節　概　述 第二節　樹酯澆注幹式勵磁變壓器的結構特徵 一、鐵芯 二、繞組絕緣結構 三、繞組材質 四、散熱及冷卻 第三節　樹酯澆注幹式勵磁變壓器的應用特徵 第四節　樹酯澆注幹式勵磁變壓器技術規範［26］ 一、勵磁變壓器的額定容量 二、聯結組別 三、絕緣等級及溫升 四、阻抗電壓 五、短時電流超載能力 六、勵磁變壓器抗突然短路電流的能力 七、過電流保護 八、過電壓抑制 九、勵磁變壓器的交流阻容保護 十、試驗電壓 十一、雜訊［

28］ 十二、靜電屏蔽 十三、運行環境影響 第五節　勵磁變壓器的諧波電流分析 一、概述 二、三峽水電廠740MVA ABB型水輪發電機組勵磁變壓器容量校核計算 第十三章　功率整流櫃 第一節　晶閘管整流元件的技術規範及基本參數 一、概述 二、晶閘管元件的技術規範 三、晶閘管的工作特徵 第二節　功率整流櫃的基本參數計算 一、晶閘管元件參數 二、反向重複峰值電壓URRM的計算 三、晶閘管組件的損耗計算 四、散熱器的選擇 五、風機選型 六、快速熔斷器的參數選擇 七、整流櫃的損耗計算 第三節　大容量功率整流櫃的冷卻方式 一、自冷式散熱器 二、風冷式散熱器 三、熱管散熱器［30］ 第四節　功率整流櫃的均

流［31］ 一、問題的提出 二、影響均流效果的因素 三、數字式均流 四、數字均流與常規均流的比較 五、結論 第五節　功率整流櫃的保護［32，33］ 一、功率整流櫃陽極過電壓抑制器 二、功率整流櫃晶閘管元件R-C阻容保護 第六節　晶閘管的故障損壞［34］ 一、設計選型方面影響晶閘管安全運行的因素 二、晶閘管損壞故障的分析與判斷 第七節　功率整流櫃的並聯運行容量 一、晶閘管功率櫃容量校核計算 二、海拔高度對功率整流櫃輸出容量的影響 第八節　雙橋功率整流櫃並聯運行的不確定性 一、問題的提出 二、雙橋並聯，快速熔斷器保護動作不確定性的分析 第九節　功率整流櫃的五極隔離開關 第十四章　同步發電機滅磁及

轉子過電壓保護 第一節　概　述 第二節　滅磁系統的性能評價 一、等效發電機時間常數法 二、有效滅磁時間法 三、按發電機電壓確定滅磁時間法 第三節　滅磁系統的分類 一、線性電阻滅磁系統 二、非線性電阻滅磁系統 三、跨接器滅磁系統 四、交流電壓滅磁系統［36］ 第四節　飽和對滅磁的影響［37］ 第五節　阻尼繞組回路對滅磁的影響［37］ 第六節　磁場斷路器 一、直流磁場斷路器 二、交流磁場斷路器 第七節　非線性滅磁電阻的性能特徵［38］ 一、單閥片U-I特性運算式 二、組件U-I特性運算式 三、碳化矽非線性電阻的溫度係數 四、溫升計算 五、滅磁時間 六、碳化矽非線性電阻的參數選擇 七、碳化矽非線性電

阻的時效性 八、碳化矽非線性電阻的故障損壞形式 九、技術規範 第十五章　水輪發電機組勵磁系統的性能特徵 第一節　概　述 第二節　向家壩水電站機組靜態自勵勵磁系統 一、概述 二、發電機參數及勵磁系統的配置 三、勵磁系統的組成 四、系統控制邏輯 第十六章　可逆式抽水蓄能機組勵磁控制及啟動系統的功能特徵 第一節　概　述 第二節　抽水蓄能機組的運行方式與勵磁控制 一、抽水蓄能機組的運行方式 二、抽水蓄能機組的勵磁控制特性 三、抽水蓄能機組勵磁系統主回路的選擇［39］ 第三節　抽水蓄能機組勵磁系統的應用實例［40］ 一、天荒坪抽水蓄能機組勵磁系統 二、勵磁系統的組成 三、勵磁調節器的軟體 四、勵磁調

節器的軟體流程框圖［41］ 五、勵磁調節器的附加功能 六、不同運行方式下的勵磁調節 第四節　靜止變頻器SFC的工作原理 一、抽水蓄能機組靜止變頻器SFC的接線方式 二、靜止變頻器SFC的組成 三、靜止變頻器SFC的啟動程式 四、靜止變頻器SFC電氣軸的建立 五、天堂水電站抽水蓄能機組靜止變頻器SFC的啟動系統［42］ 六、電磁感應法對轉子初始位置的識別［43］ 七、靜止變頻器SFC的容量計算 八、靜止變頻器SFC與電源的連接方式 第五節　靜止變頻器SFC電流和轉速雙閉環控制系統［44］ 一、水泵電動機組變頻啟動過程中的轉速控制 二、水泵電動機組變頻啟動過程中的機組電壓控制 三、水泵電動機組的同

期並網控制 第六節　變頻啟動電流諧波分量對電站及電力系統的影響［45］ 一、抽水蓄能水電站諧波的危害及特徵 二、諧波分量的簡化計算法 三、SFC諧波工作狀態的改善 第七節　抽水蓄能機組LCU控制程式［46］ 第八節　抽水蓄能機組調相運行方式 一、發電調相運行方式 二、抽水水泵調相運行方式 三、抽水調相啟動方式與協調 第九節　抽水蓄能機組的滅磁系統［47］ 一、交流滅磁系統的組成 二、交流滅磁系統的功能特徵 三、交流滅磁系統的操作時序 第十節　抽水蓄能機組的電氣制動［48］ 第十一節　抽水蓄能機組的軸電流保護［49］ 一、軸電流保護的配置 二、問題及其處理 第十二節　抽水蓄能機組PSS的應用特

徵［50］ 第十七章　1000MW容量級汽輪發電機組勵磁系統的性能特徵 第一節　馬來西亞Manjung4火電廠汽輪發電機組勵磁系統簡介 第二節　汽輪發電機組及勵磁系統主要參數［51］ 一、發電機組主要參數 二、勵磁系統主要參數 第三節　勵磁系統主要部件參數計算［52］ 一、勵磁變壓器 二、直流磁場斷路器 三、磁場放電電阻 四、跨接器 五、起勵回路 六、電流互感器 七、勵磁系統參數及配置 第四節　自動調節勵磁系統方框圖［53］ 第十八章　1000MW容量級核電汽輪發電機組勵磁系統的性能特徵 第一節　福清核電站汽輪發電機組無刷勵磁系統的性能特徵［54］ 一、基本參數 二、勵磁系統功能概述 第二節

　無刷勵磁機的結構特徵［55］ 一、主要參數 二、結構特點 三、旋轉二極體整流器 第三節　多相無刷勵磁機工作狀態分析［57，58，59］ 一、概述 二、奇數相二極體整流回路工作狀態分析 三、雙層分數槽變節距波繞組的連接方式 四、39相引出線電動勢相角的確定 五、單匝繞組電動勢相角的確定 六、單匝繞組電動勢相位分析 七、相電動勢相位 八、電樞繞組相電動勢相圖 九、39相繞組合成總電動勢相量圖 第四節　福清核電站勵磁系統參數計算 第五節　三門核電站汽輪發電機組靜態自勵勵磁系統［60］ 一、概述 二、基本參數 三、勵磁系統功能描述 參考文獻 索　引

超音波旋轉加工驅動器之數位比例-積分控制演算法應用

為了解決avr穩壓器原理的問題，作者林福祥 這樣論述：

本論文目的為改善超音波加工驅動器中輸出穩態響應。主架構由超音波加工驅動器中降壓式轉換器之輸出電壓經由類比-數位轉換器(ADC)作為回授訊號，接著與參考電壓值比較後產生比例-積分控制器之調變訊號，使系統得到所設定之參考電壓值。而調整比例-積分控制器的參數需要花費大量時間，近年來有許多演算法可以用於搜尋最佳參數，且每一種演算法都有其獨特的優點及缺點。而本論文利用混合田口基因演算法來與傳統基因演算法及粒子群演算法比較，且將PSpice電路模擬軟體結合Matlab中的Simulink軟體透過結合模擬(Co-Simulation)，將演算法用於搜尋最佳參數，而演算法中選用誤差絕對值積分(Integra

l Absolute Error，IAE)作為目標函數，目的用於改善系統的輸出穩態響應，最後進行實驗模擬呈現混合田口基因演算法效果優於基因演算法與粒子群演算法。