本书主要介绍自动控制基本理论、典型电气自动化系统结构组成、工作原理,以及电气自动化系统的校正与优化方法。全书共9章,第1章为概论,第2章为系统数学建模,第3章为系统时域分析方法,第4章为系统频域分析方法,第5章为直流调速控制系统,第6章为交流调速控制系统,第7章为位置随动控制系统,第8章为其他典型电气自动化系统,第9章为电气自动化系统的校正与优化。
本书可作为高等院校电气工程及其自动化专业本科学员的专业课程教材,亦可供从事电气工程和工业自动化专业的技术人员参考。
本书以融媒体新形态教材为特色，突破传统纸质教材的平面化呈现方式，通过动画演示、虚拟仿真实验和交互式案例解析，将复杂的电气系统原理转化为可视化学习场景。书中深度融合 MATLAB 控制实现技术、MATLAB 源程序，不仅系统讲解电路原理、电机控制及自动化系统架构等核心内容，更通过 MATLAB 仿真案例，直观展示 PID 控制、模糊算法等在实际工程中的应用流程，助力读者构建从理论推导到代码实现的完整知识体系。
配套数字资源包含 MATLAB 源程序库、三维设备模型库及行业专家微课，学习者可通过扫码实时调用资源，实现 "纸上阅读 云端实践" 的无缝衔接。
本书适用于电气工程、自动化等专业教学，也可作为工业控制领域技术人员的进阶读物。其融媒体特性与 MATLAB 工具的深度结合，既符合新形态教材建设要求，也为智能制造时代培养理论扎实、实践创新的复合型人才提供有力支撑。
较之其他能源形式,电能具有清洁高效、传输变换便利等优势,是现代社会能源转换的枢纽和应用的重要形式。围绕着电能的产生、变换、存储、传输与使用全链路,构建形成的各类电气自动化系统已成为工业生产和武器装备发展的重要支柱。近年来,随着电机制造、电力电子技术与现代控制理论的发展,军用电气自动化技术领域焕发出蓬勃生机,武器全电驱动、机动平台电力推进、电磁轨道发射、电磁弹射、车载综合电力系统、战术微电网等新型电气自动化系统不断应用,武器装备全电化和战场电气化发展加速推进。掌握电气自动化基本原理和典型系统分析方法是后续开展装备系统教学,特别是新质装备教学的基础,也是培养系统思维和创新素养的重要支撑。
为了更好地适应人才培养转型和教学改革需求,我们将自动控制原理与坦克武器电力传动控制原理与应用两门课程重组充实为电气自动化原理与系统课程。我们总结以往教学经验与不足,并系统地融合原有课程教学内容,以专著《坦克武器电力传动控制原理与应用》为基础,通过重构教学内容体系,调整教学内容难度,拓展教学内容广度,编写了本教材。其中,标*的章节为选学内容。
全书共分为9章:第1章为概论,概要介绍电气自动化技术的发展历程,系统结构组成、分类方法和控制方式,以及系统的性能指标要求;第2~4章介绍控制系统基本理论,主要包括系统数学建模和时域分析与频域分析方法;第5~7章选取直流调速控制系统、交流调速控制系统、位置随动控制系统这3类最基本,也是最典型的电气自动化系统为对象,分析其结构组成、工作原理和控制方法;第8章对发电控制系统、电力变换系统,以及车载微电网系统等其他典型自动化系统进行分析介绍;第9章分析电气自动化系统的校正与优化方法。各章内容在总体上构成了由简到难、逐渐深入的关系。教材内容的选取注重结合装备技术,在各章例题、习题和系统应用部分穿插介绍了各种典型电气自动化系统的装备应用案例。为方便理解,各章中还融入了大量的电气自动化系统相关基础原理知识,并力求尽量保持其理论体系完备性。
本书第5、6、8、9章由袁东编写,第2、3、4章由张运银编写,第1、7章由魏曙光编写,全书由袁东统稿,张嘉曦校对。在撰写本书过程中得到了马晓军教授的关心帮助和倾情指导,马教授多次对全书内容进行审阅,提出了许多宝贵意见。同时,本书编写过程中参考了大量的国内外经典教材、专著、论文,谨向相关著作者致以衷心感谢!
本书可作为高等院校电气工程及其自动化专业本科学员的专业课程教材,亦可供从事电气工程和工业自动化专业的技术人员参考。限于编者水平和工作局限性,书中难免存在错漏之处,恳请广大读者和同行批评指正!
编 者
2024年7月
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