电机与控制学报杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

电机与控制学报 2006年第03期杂志 文档列表

永磁同步电机的哈密顿建模与无源性控制229-233

摘要：针对永磁同步电机（PMSM）转速调节问题，采用端口受控哈密顿（PCH）系统和无源性控制原理，研究了PMSM的建模与控制。将PMSM看作是二端口的能量变换装置，基于PCH系统理论建立了PMSM的非线性数学模型。利用能量成型和无源性控制方法。给出了PMSM的速度控制原理，反馈控制问题被归结为一类偏微分方程的求解。通过选择期望的闭环系统哈密顿函数，可将偏微分方程转换成一组普通的方程，从而使求解变得容易。分析了永磁同步电机速度控制系统平衡点的稳定性，并设计了控制器。仿真结果表明所设计的方案具有很好的转速跟踪性能。

高速磁浮列车电磁力的软测量技术234-237

摘要：针对高速磁浮列车在运行过程中电磁力难以直接测量的困难，采用有限元分析软件ANSYS建立了悬浮电磁铁的二维模型，并对模型进行了有限元分析与计算，得到了其内部的磁力线分布情况以及磁浮列车在不同运行情况下的电磁力数据，并总结了推力和悬浮力随功率角、气隙、定子电流和转子电流的变化规律，在此基础上采用最小二乘法建立了指数形式的电磁力软测量模型。采用该模型，列车在运行过程中所产生的电磁力可以通过气隙、定子电流和转子电流的测量结果计算得到。该模型的最大误差小于1％，为高速磁浮列车运行过程中电磁力的计算和控制提供了重要依据。

基于内嵌式SMA驱动器的机械手控制238-241

摘要：针对SMA材料非线性严重，仅靠SMA电阻反馈实现闭环控制，且ESMAA控制精确度不高问题，选用高精确度应变传感器，以应变为反馈量，采用PI控制策略，对ESMAA闭环位姿控制进行了理论和试验研究，研制了基于80C196KC单片机的ESMAA柔性伺服控制系统，设计制作了系统专用PWM开关电源。试验结果表明，单台ESMAA能以55°／s的速度运动到最大角度，位置误差矢径小于5mm。协调控制每台ESMAA，可实现组合式ESMAA机械手高精确度定位和柔顺抓取。

空间矢量调制矩阵变换器共模电压的抑制242-246

摘要：针对共模电压对变频器驱动感应电动机系统的影响，分析了电动机端共模电压产生的机理和漏电流产生的原因。采用中间值零矢量对称交替调制技术，提出了一种抑制共模电压的控制策略，该策略削减了与输入相电压峰值相对应的最大共模电压，并使共模电压最大值降低33．37％，在一定程度上消除了矩阵变换器输出共模电压的负面效应。仿真结果验证了共模电压抑制策略的正确性和有效性。

游梁式抽油机用节能电机性能的计算模型247-251

摘要：针对油田工况，为了通过优化方法设计出高起动转矩的游梁式抽油机用节能电机，在考虑磁饱和的影响及磁路和电路耦合的同时，采用二维有限元方法，建立了节能电机的数学模型；计算分析了节能电机的起动转矩、起动电流以及在不同负载下的功率因数、转矩、电流以及效率。实测结果证明该节能电机不仅具有体积小，重量轻，耗材少等优点，而且在低负荷下，运行效率及功率因数高且节能明显，符合油田实际要求，计算结果与实测值进行比较，误差满足工程要求，从而在理论上证明了节能电机设计方案的合理性。

EMI滤波器阻抗失配与EMI信号的有效抑制252-255

摘要：为了使EMI滤波器的传导EMI信号在其内部得到最大衰减，依据EMI滤波器应具有双向抑制性的基础上，分析了阻抗失配对插入损耗和反射损耗的影响，给出了理想EMI滤波器的确定原则，以及为减小阻抗失配给插入损耗带来的影响，提出了实际设计和选用EMI滤波器时应遵循的最大失配原则。试验结果表明，这一原则对减小阻抗失配给插入损耗带来的影响非常有效。

扰动观测器和等价性256-259

摘要：为了克服控制系统中摩擦等随机扰动的影响，研究了扰动信号模型，给出其随机游走的状态空间模型，设计了有限拍扰动观测器和状态反馈加积分控制两种扰动补偿方案对扰动进行了补偿。通过对这两种方案的对比，证明了二者的等价性。仿真结果表明了这两种方案均能够实现一拍补偿。如果使二者的特征方程也相等，则这两个等价系统的扰动响应也完全相同，但从实际控制系统考虑，由于控制输入信号受限，用扰动观测器进行扰动补偿的效果更佳。以球一杆控制系统为例，给出了以上两种方案的设计过程，并进行了实验验证。

双电机驱动伺服系统神经网络控制器的设计260-264

摘要：针对存在未知齿隙和摩擦等非线性的双电机驱动伺服系统的控制问题，给出了双电机驱动伺服系统的模型，设计了基于三角级数多项式扩展的函数链神经网络（FLNN）在线辨识未知的齿隙和摩擦非线性，利用Backstepping方法设计了神经网络控制器，得到了同时使系统跟踪误差、驱动子系统间同步误差及网络权值的一致有界权值调整策略。仿真表明，所提出的控制策略是有效的。

混沌保密通信实验电路设计265-268

摘要：针对通信的安全可靠问题，探讨了利用混沌进行保密通信的可行性。根据Pecora和Carroll提出的驱动一响应同步方法，分析了蔡氏混沌电路的同步原理，设计了混沌掩盖通信的实验电路，给出了元件参数和波形。实验结果表明：当f≥8kHz时，输入方渡信号被掩盖传输，实现了混沌保密通信。

三相异步起动永磁同步电动机起动特性269-274

摘要：针对永磁电机牵入同步困难的问题，依据永磁电机基本原理和电磁场理论，对异步起动永磁同步电动机的起动性能进行了研究。以一台18．5kW6极切向式三相异步起动永磁同步电动机为例，建立永磁电动机起动过程的数学模型，给出了求解域和假定条件下的有限元方程，采用场路结合法计算了异步起动永磁同步电动机的瞬态电磁场，分析了样机的起动过程及隔磁磁桥尺寸变化和绕组排列不同对电机起动性能的影响。通过样机对模型仿真分析可知，样机具有较好的起动性能，能快速牵入同步转速，采用单双层绕组时起动性能要比采用双层绕组时的起动性能好；隔磁磁桥尺寸对电机的起动性能影响很大，其过大或过小都会使起动性能变差，不利于牵入同步转速。

磁粉制动器对异步电动机机械特性的测量275-277

摘要：为了使磁粉制动器能够稳定地测量完整的机械特性，依据稳定测量的条件，提出了基于磁粉制动器的测量系统。系统采用转速反馈控制改善磁粉制动器的负载特性，在负载点形成近似恒转速特性，满足稳定测试的条件，实现异步电动机机械特性的稳定测试。实验表明，系统满足异步电动机转矩一转速特性测试的工程需求，可以作为电机生产的检验设备。

基于USB-DSP的开放式运动控制器开发278-282

摘要：针对数控技术的发展对运动控制系统的开放性、实时性、加工速度、精确度等性能指标提出了越来越高要求，运用基于前馈补偿的PID控制算法和时间分割插补原理，研究开发了基于USB2．0协议和DSP核心处理芯片的四轴交直流伺服电机运动控制器，并提供了丰富的动态链接库函，支持NURBS插补功能。仿真和实验结果表明，系统设计合理，具有实时性好，跟随误差小，加工精确度高等优点。

水轮发电机定子绕组不对称支路电磁参数计算模型283-286

摘要：为了探讨水轮发电机定子绕组不对称支路参数的计算问题，根据交流电机多回路理论，建立了绕组不对称支路参数计算的数学模型，给出了应用有限元方法计算绕组不对称支路参数的通用方法。通过对样机计算表明，该方法可用于任意线圈组合的电磁参数计算，且计算结果准确；绕组各支路电磁参数的不一致完全体现了各支路不对称程度，不对称支路间的环流损耗随绕组不对称度的增大呈指数关系增长；采用有限元方法进行不对称绕组支路电磁参数的计算，为支路不对称绕组的设计提供了依据，同时也为发电机绕组故障分析打下了良好的理论基础

无刷直流电机换向转矩脉动分析与抑制287-290

摘要：针对无刷直流电机的单斩PWM的4种调制方式，建立了换向过程中电机相电流及电磁转矩的数学模型，研究了换向转矩脉动与PWM调制方式的关系。基于Matlab的仿真模型，分析并比较各种调制方式对换向转矩脉动的不同影响，提出了在换相时加补偿电流可有效抑制换向转矩脉动的实现方法，指出pwm_on单斩调制方式下电机具有较小的换向转矩脉动，电流补偿可使转矩脉动的幅值减小57．1％。

基于信息融合分析的感应电机故障检测方法291-295

摘要：为了提高感应电机故障检测的准确性，在分析了感应电机定子线圈短路故障时的振动特征信息及定子电流的谱信息的基础上，指出了单一的振动分析方法或定子电流频谱分析（MCSA）诊断定子线圈短路故障，不能得到准确可靠诊断结果的原因，提出了一种基于信息融合分析的感应电机定子故障检测方法，能有效提取电机定子故障时的特征信息，提高了故障识别的准确性。实验结果证实，基于融合分析得到故障特征可以作为感应电机定子线圈短路故障诊断的依据。

基于快速输出采样的MIMO离散系统变结构控制296-299

摘要：针对一类含有界扰动的多输入多输出离散时间线性系统，采用快速输出采样反馈技术（FOS），设计了离散变结构控制器，并给出了确定控制器参数的方法，且未知扰动的界已知但不要求满足匹配条件。理论分析表明，所设计的控制器能保证闭环系统是有界稳定的，无需利用系统的状态作为反馈而仅利用输出采样来设计控制器，因而具有较强的实用性且易于实现。通过仿真验证了结论的有效性。

机动目标跟踪的完全最小二乘法输入估计300-303

摘要：针对最小二乘法对目标机动进行估计时忽略系数矩阵偏差的问题，采用完全最小二乘法，同时考虑测量数据偏差和系数矩阵偏差对目标机动估计的影响，给出了机动目标跟踪中基于完全最小二乘法的输入估计方法。根据卡尔曼滤波器的一致性条件判断目标是否发生机动，使用完全最小二乘法估计出目标所发生的机动大小，并用目标机动的估计值对跟踪算法进行了补偿。仿真结果表明，基于完全最小二乘法的输入估计方法的跟踪效果要优于基于最小二乘法的输入估计方法。

具有复零点的典型Ⅲ型系统优化设计方法304-307

摘要：为了弥补工程设计方法中无Ⅲ型系统的缺陷，通过数字仿真与计算机辅助分析，在保证系统稳定的条件下，依据闭环幅频特性峰值Mr与调节时间ts最小准则，提出了一种具有一对共轭复零点的典型Ⅲ型系统结构，得出了这种典型Ⅲ型系统的最优化设计方法，并给出了复零点的实现方法，进行了设计实例并与工程设计方法做了比较。结果表明，按照该方法所设计的系统不仅跟随性能指标好，而且可设计出用工程设计方法所无法设计的无加速度响应稳态误差系统。