較之其他能源形式,電能具有清潔高效、傳輸變換便利等優(yōu)勢,是現(xiàn)代社會能源轉(zhuǎn)換的樞紐和應(yīng)用的重要形式。圍繞著電能的產(chǎn)生、變換、存儲、傳輸與使用全鏈路,構(gòu)建形成的各類電氣自動化系統(tǒng)已成為工業(yè)生產(chǎn)和武器裝備發(fā)展的重要支柱。近年來,隨著電機(jī)制造、電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制理論的發(fā)展,軍用電氣自動化技術(shù)領(lǐng)域煥發(fā)出蓬勃生機(jī),武器全電驅(qū)動、機(jī)動平臺電力推進(jìn)、電磁軌道發(fā)射、電磁彈射、車載綜合電力系統(tǒng)、戰(zhàn)術(shù)微電網(wǎng)等新型電氣自動化系統(tǒng)不斷應(yīng)用,武器裝備全電化和戰(zhàn)場電氣化發(fā)展加速推進(jìn)。掌握電氣自動化基本原理和典型系統(tǒng)分析方法是后續(xù)開展裝備系統(tǒng)教學(xué),特別是新質(zhì)裝備教學(xué)的基礎(chǔ),也是培養(yǎng)系統(tǒng)思維和創(chuàng)新素養(yǎng)的重要支撐。

為了更好地適應(yīng)人才培養(yǎng)轉(zhuǎn)型和教學(xué)改革需求,我們將自動控制原理與坦克武器電力傳動控制原理與應(yīng)用兩門課程重組充實(shí)為電氣自動化原理與系統(tǒng)課程。我們總結(jié)以往教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與不足,并系統(tǒng)地融合原有課程教學(xué)內(nèi)容,以專著《坦克武器電力傳動控制原理與應(yīng)用》為基礎(chǔ),通過重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容體系,調(diào)整教學(xué)內(nèi)容難度,拓展教學(xué)內(nèi)容廣度,編寫了本教材。其中,標(biāo)*的章節(jié)為選學(xué)內(nèi)容。

全書共分為9章:第1章為概論,概要介紹電氣自動化技術(shù)的發(fā)展歷程,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成、分類方法和控制方式,以及系統(tǒng)的性能指標(biāo)要求;第2~4章介紹控制系統(tǒng)基本理論,主要包括系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模和時域分析與頻域分析方法;第5~7章選取直流調(diào)速控制系統(tǒng)、交流調(diào)速控制系統(tǒng)、位置隨動控制系統(tǒng)這3類最基本,也是最典型的電氣自動化系統(tǒng)為對象,分析其結(jié)構(gòu)組成、工作原理和控制方法;第8章對發(fā)電控制系統(tǒng)、電力變換系統(tǒng),以及車載微電網(wǎng)系統(tǒng)等其他典型自動化系統(tǒng)進(jìn)行分析介紹;第9章分析電氣自動化系統(tǒng)的校正與優(yōu)化方法。各章內(nèi)容在總體上構(gòu)成了由簡到難、逐漸深入的關(guān)系。教材內(nèi)容的選取注重結(jié)合裝備技術(shù),在各章例題、習(xí)題和系統(tǒng)應(yīng)用部分穿插介紹了各種典型電氣自動化系統(tǒng)的裝備應(yīng)用案例。為方便理解,各章中還融入了大量的電氣自動化系統(tǒng)相關(guān)基礎(chǔ)原理知識,并力求盡量保持其理論體系完備性。

本書第5、6、8、9章由袁東編寫,第2、3、4章由張運(yùn)銀編寫,第1、7章由魏曙光編寫,全書由袁東統(tǒng)稿,張嘉曦校對。在撰寫本書過程中得到了馬曉軍教授的關(guān)心幫助和傾情指導(dǎo),馬教授多次對全書內(nèi)容進(jìn)行審閱,提出了許多寶貴意見。同時,本書編寫過程中參考了大量的國內(nèi)外經(jīng)典教材、專著、論文,謹(jǐn)向相關(guān)著作者致以衷心感謝!

本書可作為高等院校電氣工程及其自動化專業(yè)本科學(xué)員的專業(yè)課程教材,亦可供從事電氣工程和工業(yè)自動化專業(yè)的技術(shù)人員參考。限于編者水平和工作局限性,書中難免存在錯漏之處,懇請廣大讀者和同行批評指正!

編 者

2024年7月