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05期杂志 文档列表

无轴承二极电机麦克斯韦磁悬浮力解析模型443-446

摘要：针对相关电感参数难以通过实验精确测量而无法实现磁悬浮力精确控制的问题，根据电机磁路原理，推导出了拥有四极悬浮控制绕组的柱形转子无轴承二极电机各电感参数的一般化解析计算模型。基于该参数模型和电机电磁场虚位移原理，推导出了一般化Maxwell磁悬浮力精确计算模型，并结合电机具体特点给出了SPM永磁型和感应型无轴承电机的磁悬浮力精确计算模型和各自磁悬浮力解耦控制策略的分析，从而为进一步深入研究无轴承二极电机动态运行行为和设计高精确度解耦控制器打下了理论基础。

半桥拓扑双凸极电机相电流的检测与控制447-451

摘要：针对三相半桥拓扑常规相电流检测与控制都是在双凸极电机每相绕组上分别采用一个电流检测器，使得系统结构复杂，因而限制了半桥拓扑系统的发展，提出了半桥拓扑电励磁双凸极电机相电流检测与控制的新思路。采用将双向电流分解控制的方法，设计了半桥拓扑电励磁双凸极电机调速系统，为半桥拓扑的应用开辟了一个新的途径。在阐述了系统各部分实现原理的基础上，进行了仿真分析与试验验证。仿真与试验均表明，该控制思路的提出可使系统结构简单、控制灵活，不仅克服了常规相电流检测与控制的复杂性，而且也发挥了全桥电路所不可比拟的优越性。

Laplace方程分域展开方法452-455

摘要：针对电磁场分析中有限元法适应能力强，但计算量大，效率低，而解析法计算量小，但适用范围窄的各自优缺点，将有限元方法与解析方法相结合，提出了一种分域展开的半解析方法用以求解工程电磁场问题。依据龙格定理，把复杂的求解场域分割为若干形状简单的子域，在每个子域内利用本征函数构造半解析展开式逼近方程的解，然后通过子域拼接得到整个场域的解。展开式系数用配点法确定。由于采用解析展开式，逼近效率高，减少了未知数个数；同时由于是局域逼近，具有解函数形式简单，计算量小，矩阵是稀疏的，条件数小，易于求解，实施方便等优点。以二维Laplace问题为研究对象，数值算例验证了方法的有效性，表明该方法花费时间短，计算精确度高。

电励磁双凸极发电机的Pspice建模方法456-460

摘要：为了研究电励磁双凸极电机发电过程，采用电压脉冲模块和受控电压源结合单位电感的方法，基于Pspice仿真软件建立了电励磁双凸极发电机模型。同时，研究了一台12／8极的电励磁双凸极发电机模型，给出了动态特性的数字仿真和试验结果。通过仿真与实验结果的对比，验证了所建模型的正确性及方法的可行性，为飞机直流发电系统的设计、分析提供了基础。

感应电机非线性反馈补偿控制461-464

摘要：针对含有不确定项非线性系统的控制问题，依据Lyapunov理论，提出了具有参数不确定性的一类非线性系统的鲁棒稳定和跟踪控制算法，将系统的数学模型分解为标称子系统和不确定子系统，设计非线性反馈补偿控制律实现预期的控制目标，并将该算法应用到转子磁场定向的感应电机控制中，以解决转子电阻时变且难以测量、不确定性会影响到电机的动态性能问题。通过仿真验证了设计方法的可行性，能够保证即使在转子电阻偏离其标称值时，转子磁链和转子转速具有稳定跟踪性能。

避雷器动作对互联电网IPC潮流调控的影响465-468

摘要：针对IPC接入互联电网的过压保护对潮流调控能力影响问题，依据复杂电网等值的简化电路，建立了调控电路模型，在送端电网端口、受端电网端口及IPC电容器和电抗器出口处装设氧化锌避雷器，计算分析各节点运行电压，研究了避雷器动作对接入IPC互联电网联络线潮流调控过程的影响。对不同情况进行了仿真分析，结果表明，避雷器产生不同程度的动作，可以导致调节IPC参数对联络线潮流控制能力的下降，严重时失去调控能力。

永磁同步电动机的有限时间跟踪控制469-473

摘要：针对永磁同步电动机绕组相电流和转速强耦合特性，基于永磁同步电动机精确的数学模型，依据中继切换控制机制和有限时间收敛的终端滑动模态控制机制，研究了永磁同步电动机的有限时间跟踪问题，给出了其终端滑模控制器的设计方案。在所设计的控制作用下，闭环系统将在有限时间内达到平衡状态，保证了闭环系统所有信号的有界性和平衡点的全局稳定性，系统在有限时间内精确地跟踪给定的参考信号。对永磁同步电动机模型进行了数值仿真，结果表明，在所设计的终端滑模控制器作用下，系统的跟踪误差在有限时间内达到零，验证了所提算法的正确和有效性。

船舶发电机分散励磁鲁棒控制器设计474-477

摘要：为了提高船舶电力系统的抗干扰能力和稳定性，设计了分散励磁式船舶发电机系统的鲁棒控制器，建立了柴油机发电机组的数学模型，明确了模型中干扰项的物理意义。在将发电机组数学模型线性化并增广为广义受控系统后，应用H∞控制理论，设计了发电机的分散励磁鲁棒控制器，并应用线性矩阵不等式方法求解了控制器的解。通过仿真试验，比较了传统的电力系统稳定（PSS）控制器和分散励磁鲁棒控制器的控制效果，表明后者具有更好的抗干扰能力，提高了船舶电力系统的稳定性。

基于神经网络的数字电路多故障测试生成算法478-481

摘要：针对数字电路中多故障测试生成效率较低的问题，提出了基于神经网络的数字电路多故障测试生成算法。依据故障转换方法把数字电路多故障测试生成问题转换成为单故障测试生成问题，采用神经网络的方法对单故障电路构造故障的约束网络，通过使用遗传算法求解故障约束网络能量函数的最小值点获得故障的测试矢量。在ISCAS’85国际标准电路上的实验结果表明，故障平均测试生成时间在0．017s以下，故障覆盖率在96％以上。与其他算法相比，测试生成效率明显提高。

含不确定参数的永磁同步电机位置自适应控制482-486

摘要：针对永磁同步电机（PMSM）数学模型结构复杂以及含有不确定参数的问题，通过引入一个合适的状态变换，把原系统转换为工类比较规范的、易于处理的非线性系统的简单形式，再依据反步法的设计原理，给出了PMSM位置自适应控制器的设计方案。理论分析表明，该方案能够克服系统中不确定参数的影响，保证了系统全局稳定和所有信号全局有界，并且位置输出渐近跟踪参考信号；仿真结果也证实该控制器具有快速、稳定、无超调等优点，而且能够保证位置跟踪误差很快趋近于零，实现了控制精确度的要求。

闭环SPWM逆变器死区时间对输出基波电压的影响487-491

摘要：针对瞬时输出电压反馈控制的SPWM逆变器逆变桥臂控制信号死区时间造成输出谐波电压问题，建立了考虑死区效应时的SPWM逆变器闭环控制模型，研究了逆变桥臂控制信号死区时间对闭环控制SPWM逆变器输出基波电压的影响。仿真和实验结果表明，对于采用瞬时输出电压反馈控制技术的SPWM逆变器，其输出电压在空载时随着死区时间的增加而增加，负载电流超过临界电流后其输出电压随死区时间增加而下降；其阻性负载时的外特性曲线是一条先下降后上升的曲线。

感应电机定子温度场的数值计算492-497

摘要：针对中小型感应电机结构复杂热模型难以建立的问题，以一台小型感应电机为例，采用有限元方法，建立了电机的二维温度场数值计算模型。给出了定子二维温度场计算的泛函以及相关热性能参数的计算方法；计算了不同负载运行时样机定子的稳态温度场。计算结果与实测值的比较，验证了所采用计算模型及方法的合理性。该电机温度场计算模型可以应用到其他同类电机定子温度场的计算与分析。在该温度场计算模型的基础上，分析比较了机壳散热翅高度的变化对电机定子温度场的影响，研究了气隙温度对定子温度场的影响。

压电超声波马达发展现状及研究方向498-502

摘要：阐述了超声波马达和传统电磁电机相比较的优点，对目前超声波马达发展概况和研究现状进行了详细分析，指出日本超声马达研究及应用主要在民用消费品领域，欧洲各国发展重点在高精仪器驱动方面，美国超声马达研究重点在航天领域和军事应用。分别对典型的行波马达、驻波马达、大力矩马达、多自由度马达、微马达以及非接触马达的原理、特点和性能进行了介绍，指出了现阶段超声波马达研究方向在于精确建立数学模型、设计新型马达结构、提高陶瓷材料和摩擦材料性能及改善控制手段等方面，从而全面提高超声波马达寿命和性能，扩展马达的应用领域。

时滞离散不确定系统的鲁棒故障检测503-507

摘要：针对具有范数有界不确定性和状态时滞的离散系统，研究了基于滤波器的鲁棒故障检测问题。依据H∞控制理论将故障检测滤波器的设计归结为H∞滤波问题，采用线性矩阵不等式技术推导了此类系统的鲁棒故障检测滤波器存在的充分条件，并将滤波器的综合转化为受线性矩阵不等式约束的凸优化问题，可利用标准的数学软件求解。所设诂的滤波器能够保证残差信号和故障信号之间的误差最小，同时对未知输入、控制输入及系统的不确定性具有鲁棒性。数值仿真表明，故障检测滤波器能快速检测到故障信号，所提方法是可行的。

不确定关联时滞广义大系统的分散鲁棒镇定508-512

摘要：为了研究一类不确定性关联时滞广义大系统的分散鲁棒镇定问题，根据广义系统理论，采用线性矩阵不等式方法，研究了不确定性关联时滞广义大系统的鲁棒稳定性和分散鲁棒镇定控制器设计，分别导出了不确定性关联时滞广义大系统的鲁棒稳定和分散鲁棒镇定的充分条件，且都是一组严格的线性矩阵不等式。当条件成立时给出了分散鲁棒反馈控制律的表示式，并用数值实例对所得结果加以仿真，结果表明所得方法是有效的。

广义系统多传感器信息融合Kalman状态预报器513-516

摘要：研究了广义离散随机线性系统的多传感器信息融合状态估计问题。依据Kalman滤波理论，在线性最小方差信息融合准则下，推导出广义系统分别按矩阵、对角阵和标量加权的三种多传感器信息融合Kalman预报器，并给出了两个广义子系统之间的预报误差互协方差阵的计算公式。仿真说明，融合后的Kalman预报器的精确度高于每一个子系统；按标量加权信息融合Kalman预报器与按矩阵加权和对角阵加权信息融合Kalman预报器相比，虽然精确度有所降低，但损失不明显，并可减少计算负担，便于实时应用。

仿真转台系统非脆弱鲁棒控制器设计517-521

摘要：针对被控对象和控制器同时摄动时的鲁棒控制问题，基于H∞混合灵敏度理论，提出了仿真转台控制系统的非脆弱鲁棒控制器设计方法，研究了采样周期波动引起的控制器不确定性，给出了不确定加权函数的获取方法。将控制器不确定性转化为广义对象的不确定性，通过修改广义对象不确定性权函数和性能权函数，将非脆弱鲁棒控制设计问题转化为H∞混合灵敏度设计问题，采用单纯形方法，对H∞性能指标约束寻优得到非脆弱鲁棒控制器参数。仿真结果表明，当系统负载增加10％和采样周期波动0．2ms时，系统仍满足频响要求且控制量不饱和，证实了非脆弱鲁棒设计方法是有效的。

机器人视觉伺服系统的无源化设计522-525

摘要：针对视觉伺服机器人手眼定位问题，采用非线性系统理论中的无源化方法，在不需要物体的深度精确值、几何模型及单应性矩阵的计算情况下，设计了摄像机的平移和旋转速度，同时使用自适应控制方法对深度进行估计；基于图像误差实现伺服控制，确保了系统全局渐近可稳定性，该稳定性条件不依赖摄像机的内参数变化。仿真结果表明，利用本方法所设计的控制器，给出了摄像机的速度（包括平移和旋转速度），且能够很好地驱使摄像机由任意初始位置向期望位置运动，实现大范围内渐近稳定。