电机与控制学报最新期刊目录
电机轴承电压模拟器和轴承电腐蚀测试系统————作者：杨明亮;程远;杜博超;金家骏;徐敬侠;
摘要：轴承电流会导致轴承出现电腐蚀损伤，降低电机可靠性。目前轴承电腐蚀损伤机理尚不清晰，传统电机测试平台存在轴承电流测试困难、无法进行电腐蚀加速实验等缺陷。因此，提出一种电机轴承电压模拟器和轴承电腐蚀测试系统。首先，给出了模拟器的电路结构、工作原理和参数设计方法；然后，提出了测试系统的结构和设计方法，电和机械应力的施加方法。进一步，设计了模拟器样机和测试系统硬件进行实验，对比模拟器和实际电机的轴承电压和...
基于障碍函数的PMSM阻尼可变性能增强滑模控制————作者：杨荣荣;谭家昌;张玲;黄华;张朋;王德义;
摘要：本文提出了一种基于障碍函数的永磁同步电机阻尼可变性能增强新型转速滑模控制方法。首先，与传统双闭环控制结构不同，该方法设计了一种非级联转速-电流一体化单环控制架构，该架构无需设计观测器估计角加速度，而是直接利用可测量转速和电流直接设计控制器。其次，引入障碍函数使sign切换函数的增益可根据扰动幅度自适应调整，这不但极大削弱了抖振，同时利用障碍函数还解决了转速-电流单环架构中电流无法自动受限控制的问题...
基于变指数滑模的三相混合变流器模型预测电流控制研究————作者：马辉;陈伟涛;余本领;赵军波;席磊;
摘要：本文提出了一种基于变指数趋近律滑模控制的模型预测电流控制方法，旨在降低三相混合变流器的输入电流畸变率，并提高系统对负载变化的鲁棒性。首先，为了有效抑制三相混合变流器中存在的周期性电流畸变，在无源变流器前端串联滤波电感，以减小输入电流的周期性突变。其次，基于系统数学模型设计了控制器。电压外环设计了基于变指数趋近律的滑模控制器，以显著提高系统在面对负载扰动时的鲁棒性。在内环中，为有源变流器设计了快速最...
基于二维磁耦合线圈的WPT多自由度磁场发射机构设计————作者：寇志伟;王楠;刘焱晨;崔啸鸣;齐咏生;
摘要：针对磁耦合式无线电能传输系统发射机构的多自由度传输能力弱、占用空间体积大、接收线圈姿态要求高等问题，本文提出了一种基于二维磁耦合线圈的WPT多自由度磁场发射机构。首先，设计了一种新颖的二维磁耦合发射线圈结构，建立了多物理场耦合仿真模型，仿真了发射线圈的磁场分布，验证了线圈结构的三维多自由度旋转磁场生成能力。其次，研究了发射线圈三维多自由度旋转磁场的生成机理，提出了发射线圈结构参数的优化方法；基于三...
基于自适应扰动观测器的电磁直线驱动器改进滑模控制————作者：高仁璟;王赓;
摘要：针对因参数摄动和外部扰动等因素直接作用下电磁直线驱动器控制性能恶化的问题，提出了一种自适应扰动观测器与改进的超螺旋全局快速终端滑模控制相结合的复合控制方法。为提高系统抗干扰能力，避免控制律使用高增益反馈，设计了自适应滑模扰动观测器对系统扰动等不确定性因素进行观测与自适应前馈补偿；为保证系统的有限时间收敛性，基于改进的全局快速终端滑模面设计了等效控制部分，并引入了改进的快速超螺旋算法作为趋近阶段的切...
新型高速定子爪极式永磁电机的三维等效磁网络模型————作者：褚帅君;梁得亮;贾少锋;梁阳;
摘要：为了解决高速电机绕组端部长度冗长、绕组利用率不高的问题，提出一种新型高速定子爪极式永磁电机。该电机的定子拓扑结构由全局环形集中绕组和爪极单元模块构成；此外，通过利用粉末冶金技术制作的定子铁心可以显著降低加工难度和成本。针对电机结构的独特性和三维磁场分布的复杂性，首先分析电机的结构特点及其工作原理；其次，通过分析电机定子和转子在不同位置时的磁场分布，依次构建定子和转子的等效磁路模型、气隙磁导等效模型...
并联直流变换器网络控制系统的信号传输时延补偿滑模控制器设计————作者：王艳敏;袁世博;张伟琦;杨铭洋;
摘要：并联直流变换器的网络控制系统(NCS)受到信号传输时延的影响时会损失理想的输出性能。针对典型的并联Buck变换器，设计离散域内的滑模控制器(SMC)以增强系统的鲁棒性，从而保证变换器的均流输出性能。在此基础上分析了不同类型时延对变换器NCS稳定性能的影响，并得到长/短时延对变换器NCS的实际影响特性。为进一步解决长时延对变换器NCS传输信号的损害问题，基于多步预估法对所设计的SMC控制器进行改进，...
基于单相零脉冲插入的永磁同步电机过调制区域相电流重构策略————作者：宋洪博;李辉;向学位;陈思宇;蒋鹏;
摘要：针对相电流重构技术在过调制区域时存在的重构盲区，提出一种基于单相零脉冲插入的永磁同步电机过调制区域相电流重构策略。首先，根据调制系数将过调制区域划分成过调制Ⅰ区和过调制Ⅱ区两个区域。其次，对过调制区域的相电流重构盲区进行详细分析，并在传统过调制区域控制算法的基础上，基于“盲区避让”策略提出单相零脉冲插入法，在占空比较大一相插入零脉冲，延长有效电压矢量的作用时间，实现过调制区域的相电流重构。最后，对...
基于离散空间矢量调制的PMSM模型预测电流控制————作者：赵希梅;王海朋;金鸿雁;
摘要：针对永磁同步电动机(PMSM)采用传统有限集模型预测控制时存在稳态电流脉动大及电机参数失配导致的性能下降问题，提出基于离散空间矢量调制(DSVM)的模型预测电流控制方法。首先，采用在DSVM基础上进一步扩展电压矢量的方式来减小稳态电流脉动，同时鉴于DSVM可能带来的计算量问题，利用估计最优电压矢量位置来减小计算负担，此外采用一种双周期的电压排列顺序来固定开关频率；其次，针对系统中存在的参数失配问题...
基于代理模型的YASA AFPM电机多目标分层优化设计————作者：刘慧娟;刘广冬;易元元;
摘要：为了提高YASA AFPM电机的多目标电磁优化效率，降低优化算法复杂性和三维有限元分析成本，提出一种基于代理模型的多目标分层优化策略。首先，根据灵敏度分析，结合目标偏好，将优化目标和优化变量分为两层。然后，对于第一层5维变量的优化问题，建立一种Kriging代理模型，对模型精度进行了检验，并与人工神经网络和支持向量机代理模型进行了对比分析；对于第二层3维变量的优化问题，建立多项式响应面代理模型，研...
双电源电驱动车辆开绕组永磁同步电机功率分配研究————作者：王奥运;陈光;贾一帆;景国玺;
摘要：针对双电源电动汽车的能量管理与驱动控制问题，对于隔离直流(DC)母线构型双逆变器开绕组永磁同步电机(PMSM)驱动系统进行定子电流优化及功率分配研究，并着重探究了动力电池与超级电容搭配下的功率分配策略。首先，建立双逆变器开绕组永磁同步电机驱动系统数学模型，并推导双空间矢量脉宽调制(SVPWM)架构下的双逆变器功率分配范围边界；然后，分别针对电机效率与功率分配范围提出两种定子电流矢量优化方法，并对比...
电源状态变化下的伺服系统比例谐振优化控制设计————作者：孙睿豪;李朋;李晓林;高智刚;郭建国;
摘要：提出一种参数自适应的模糊准比例谐振控制方法，以解决系统供电电源与伺服机构之间的耦合影响问题。首先，从全局角度建立包含锂电池电源和伺服机构的完整伺服系统数学模型，将电池荷电状态(SOC)作为耦合变量，通过设计扩展卡尔曼状态观测器得到准确的SOC变化趋势。其次，针对控制需求，改进比例谐振控制为准比例谐振控制，实现对交、直流指令信号的无差别稳定跟踪。再次，将SOC及误差变化作为模糊变量设计模糊改进准比例...
驱动电机换位连续波绕组及其交流损耗分析————作者：边旭;景冠睿;李雪;梁艳萍;
摘要：针对新能源汽车驱动电机现有技术中扁线发卡绕组焊点较多以及在高频时绕组交流损耗较高的问题，提出一种既能完全消除焊点又能有效抑制高频时交流损耗的新型换位连续波绕组结构。首先，基于传统发卡绕组结构，分析了多股发卡股线间的环流产生机理，提出一种既能消除焊点又能有效抑制环流损耗产生的新型换位连续波绕组结构。其次，建立换位连续波绕组两端部等效三维计算模型，能够在考虑两侧端部各股线实际端部结构的情况下精确计算各...
基于等效氢耗混合储能模型及荷能状态的园区优化运行方法————作者：孙欣;贺康;谢敬东;王馨仪;向柯颖;
摘要：为实现混合储能模型结构和能量形式的统一及在优化运行研究中考虑储能的实时能量状态，提出一种基于等效氢耗混合储能模型及荷能状态的园区优化运行方法。首先，以等效氢耗度量方法为理论基础，建立基于等效氢耗的混合储能单元模型，实现混合储能单元模型结构及能量形式的统一。类比于传统储能模型的荷电状态及容量，提出荷能状态与载能量的概念，表征所提模型中储能的实时能量状态。在此基础上提出充放调节成本，实现对混合储能单元...
开关电感准Z源逆变器无权重系数FCS-MPC策略————作者：刘春喜;林枝伟;刘志乐;徐可;
摘要：针对开关电感准Z源逆变器采用有限集模型预测控制(FCS-MPC)时目标函数权重系数设计复杂的问题，提出一种无权重系数的FCS-MPC算法，避免了繁琐的权重系数调整过程。通过伏秒平衡原理分析电感周期性充放电的机理，在直通状态时对电感电流设置一个中间值，根据中间值和预测值的比较来确定下一周期的开关状态，在非直通状态时则采用归一化思想将输出电流和电容电压的目标函数设计为基于动态变化的函数，将误差限制在[...
基于模块分组的三相MMC简化空间矢量调制方法————作者：胡存刚;徐婉伦;杨伟业;刘碧;
摘要：针对模块化多电平变换器(MMC),空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法的矢量选择与时序设计较为复杂。为此，提出一种基于子模块分组的MMC简化SVPWM方法。首先，将MMC系统按分组规则划分为若干个虚拟子单元，从而将系统级调制问题分解为单元级控制。其次，针对每个虚拟子单元，根据相参考电压矢量的运行区间，选择合适的电压矢量，并优化作用时间分配，通过载波移相技术协调各子单元间的调制信号相位，实现子模块电容...
一种新型混合直接潮流控制器————作者：张友军;马超;胡传雷;姚崇;冯奕欣;
摘要：针对电网输电，提出一种新型混合直接潮流控制器(HDPC),该控制器由三相电压合成型360°直接潮流控制器(DPFC)和Sen变压器(ST)输出级联组成。通过将潮流控制器输出端的补偿电压串联接入原电网，能够独立调节电网节点电压的幅值和相位，从而控制电力传输系统中的有功和无功潮流。传统的统一潮流控制器(UPFC)价格昂贵，故障率高，运行维护成本高。虽然Sen变压器容量大、成本低，但其响应速度慢且调节方...
STM32驱动的可触摸调控DBD高压逆变电源————作者：王兴权;余洁;袁林森;刘玲丽;谭礼军;朱荣兴;
摘要：针对介质阻挡放电(DBD)等离子体高压逆变电源的许多参数只能用机械按钮调节，且电源内部封闭容易出现负载不适配的问题，设计了一款STM32驱动的可触摸调控DBD高压逆变电源，其频率、占空比连续可调，以匹配不同类型的DBD负载。电源电路主要包括IGBT半桥逆变主电路、IGBT驱动及隔离电路、过流保护电路和过温保护电路。采用STM32F103ZET6作为主控芯片产生两路脉宽调制信号，信号经过电压放大后输...
基于转子分段斜极的E-Bike轮毂电机振动噪声削弱方法————作者：陶大军;周杰;王栋;任永斌;戈宝军;
摘要：针对E-Bike表贴式分数槽轮毂电机振动噪声问题，提出转子分段斜极削弱振动噪声方法。基于转子分段斜极方案，确定了引发高振动噪声的径向电磁力波阶数与频率，且借助模态证实了该频率的高振动噪声并非径向力波的低频共振所引发；推导了转子分别采用单边、双边、Z型斜极方案时的径向力波解析表达式，揭示了转子分段斜极对分数槽轮毂电机径向电磁力波的影响规律。以某E-Bike表贴式分数槽轮毂电机为研究对象，分析了不同分...
考虑逆变器非线性因素的异步电机定子电阻在线辨识方法————作者：陈法宣;胡亚山;
摘要：为了提升基于相直流模型的异步电机定子电阻在线辨识方法的辨识精度，提出一种考虑逆变器非线性因素的定子电阻在线辨识方法。首先详细分析逆变器非线性因素对电阻辨识精度的影响机理，随后通过离线自学习得到由于逆变器非线性因素导致的逆变器误差电压，并将逆变器误差电压的自学习结果与推导得到的误差电压理论计算式相融合，在进行定子电阻在线辨识时实时补偿逆变器误差电压。进一步地，考虑到相电流中存在影响辨识精度的直流零漂...
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