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电机与控制学报 2007年第01期杂志 文档列表

感应电机直接转矩控制系统1-5

摘要：为了确定影响感应电机直接转矩控制系统稳态性能的主要因素，使用自己开发的仿真软件包进行了仿真实验分析，指出了定子电阻、磁链滞环容差和转矩滞环容差是影响感应电机直接转矩控制系统性能的三个主要因素。定子电阻主要对磁链轨迹影响较大，磁链滞环容差和转矩滞环容差主要影响定子电流谐波和电机转矩，并提出了一些补偿措施。这些结论为进一步改进系统性能提供了一些依据。

配电网交直流同线馈送方式6-11

摘要：针对目前配电网覆盖广泛、分布式电源量小面多的特点，提出了基于分布式直流电源的配电网交直流同线馈送方案，并从对环境的影响、稳态性能和短路暂态电流三个方面论证了该方案的可行性。通过估算入地直流电流的大小论证得出，大地返回运行方式对环境的影响完全满足行业标准的要求；通过稳态分析了绝缘与网损问题得出，在满足配电线路绝缘水平和输这功率限值要求的前提下应该叠加直流电压的大小，并且论证在此前提下可以获得相对于原交流方式下更高的传输性能；通过建立短路暂态模型仿真分析了该方式下冲击电流与最大短路电流有效值水平，得出其大小均与隔离装置参数相关，合理选择参数不仅可以满足短路电流水平，而且不会对稳态性能造成影响。

有限公式电磁场数值计算理论与性能12-16

摘要：为了探讨有限公式电磁场数值计算方法的理论框架，研究工程应用中性能指标的准确性和计算效率，围绕有限公式方法使用全局物理变量和与电磁学实验定律直接相联系的特点，论证了有限公式方法的创新性思维。在系统地阐述有限公式方法理论体系的基础上，结合高频场的计算公式，说明了有限公式方法的计算思路，并通过与现有电磁场数值计算方法相对比，分析了有限公式方法的特性与优势。结合散射问题中的高频场与电机内的静态场实例，验证了有限公式方法的主要技术指标。该方法的计算精确度、计算效率则明显优于现有的电磁场数值计算方法，对该方法的深入研究，必将推动电磁场数值计算理论的进一步发展。

矢量控制速度伺服系统的FPGA实现17-20

摘要：为了研究与实现高性能、全数字化的速度伺服系统，在永磁同步电动机的数学模型基础上，依据矢量控制理论，采用现代EDA设计方法，利用可编程逻辑阵列（FPGA）、智能功率模块（IPM）和增量式光电编码器等，实现了基于转子磁场定向控制（FOC）策略的全数字化速度伺服系统，给出了位置检测、调节器、矢量变换、电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）和通讯等模块的实现方法。实验结果表明，该系统能够在8μs内完成矢量控制算法，其电流环带宽达到4kHz，具有响应快速，调速范围宽等优点。

状态反馈精确线性化永磁同步电动机转速控制21-24

摘要：对采用微分几何方法设计永磁同步电机转速控制器的可行性进行了研究。从永磁同步电机的数学模型出发，运用微分几何理论，讨论了控制永磁同步电机转速的理论基础，给出了永磁同步电机可以进行精确线性化和输出函数可以取电机转速的条件；在此基础上设计了状态反馈控制器，研究了这种控制器的动态响应特性和抗干扰能力。将这种控制器与同一数学模型下PI控制器进行了控制结果的仿真对比，结果表明，利用微分几何理论设计控制器对永磁同步电机模型进行控制是完全可行的，且有更高的控制精确度和稳态特性，动态性能得到明显改善。

稳定平台对基座角速率扰动的抑制能力25-28

摘要：针对力矩电机驱动的单自由度稳定平台抑制振动能力，分别采用实际摩擦模型、粘滞摩擦模型的速率环仿真和实验方法，分析了稳定平台对基座角速率扰动的抑制频率特性。仿真与实测结果对比表明，抑制比频率特性与摩擦特性有很大关系，对大角速率扰动，低频段和高频段抑制频率特性优于中频段；对小角速率扰动，高频段抑制能力变小。

VSS控制在电动汽车驱动系统中的应用及仿真29-32

摘要：针对传统永磁同步电机直接转矩控制在低速运转时电流和转矩脉动大，并且开关频率不恒定，在直接转矩控制系统中运用滑模变结构控制理论，设计了滑模变结构控制器，并对常规滑模变结构控制中出现的抖振问题提出了合理的解决方法，以此作为电动汽车的驱动系统，提高了电动汽车的可靠性，从而达到系统的优化。在Matlab7．1的环境下，利用电力系统仿真库建立相关模型，对传统直接转矩控制与本文所采用策略的控制效果进行了仿真对比。结果表明后者极大地改善了系统的动、静态性能，对系统参数和外部干扰表现出较强的鲁棒性和不变性。

UKF方法在永磁同步电机故障检测中的应用33-36

摘要：针对扩展卡尔曼滤波算法在永磁同步电机故障检测中存在的不足，提出了一种基于隐性卡尔曼滤波的实时递推检测算法，应用隐性卡尔曼滤波的预测输出值与实际输出值相比较得到残差进行故障检测。仿真结果表明，与扩展卡尔曼滤波方法相比，该方法的检测精确度更高，计算速度更快，可以用来做实时的故障检测。

电磁脉冲孔耦合瞬态响应SEM极点提取37-40

摘要：为了描述电磁脉冲孔耦合瞬态响应特征，基于奇点展开法（SEM）和矩阵束算法，将含有噪声的离散瞬态响应数据表示成矩阵的形式，并分解构造矩阵束，通过奇异值分解（SVD）和广义最小二乘法来进行参数估计，建立了提取电磁脉冲孔耦合瞬态响应极点及留数的模型，进行了仿真和重构实测响应波形。结果表明：模型所提取的参数完全可以描述响应的主要特征；噪声对留数影响较大，对极点的影响较小，因此在数值计算时，可保留有限个主要极点，忽略大量非主要极点，从而提高算法的效率，同时保证数值计算的精确度和稳定性。

永磁体分散性对自起动永磁同步电动机的影响41-44

摘要：由于批量生产的永磁材料在性能上存在不可避免的分散性，会造成永磁同步电动机性能的差异，采用理论分析与性能计算相结合的方法，研究了永磁材料性能的分散性对永磁同步电动机起动性能、空载性能和额定性能的影响，并以．380V、22kW、6极永磁同步电动机为例进行了实验验证。结果表明：永磁体性能的分散性影响起动过程中的最小转矩，对电机的起动有较大影响；永磁体分散性对空载电流、空载功率因数、负载功率因数和过载能力影响较大，而对额定运行时的效率、电流影响不大。

小型电磁发射系统初级能源与Pspice仿真45-49

摘要：针对脉冲电源的初级能源充电慢、体积大、效率低，不适合应用于小型电磁发射系统的问题，采用了理论论证与仿真验证相结合的方法，设计了具有恒流充电特性的小型电磁发射系统的初级能源，从理论上推导了具有变压器的串联谐振电路的恒流特性。设计了该电路的Pspice仿真模型，得出了仿真结果，在此基础上对电路的恒流特性及软开关实现做了详细分析和论证。结果表明该系统具有充电快、效率高、可实现软开关等优点。理论推导和仿真结论可作为进一步研究小型电磁发射系统初级能源的依据，对今后的工作具有指导意义。

永磁同步电机无位置传感器控制系统50-54

摘要：针对传统永磁同步电机无位置传感器控制系统在低速段不能正常实施的问题，提出了一种简单但有效的永磁同步电机无位置传感器控制方法。通过在电机定子绕组中注入高频电压，利用电机的凸极效应，及对电机绕组端电流的处理计算，准确地计算出电机的转子位置和转速，实现无位置传感器控制。为了解决永磁同步电机的启动问题，提出了在电机静止状态下检测转子初始位置的新方法。仿真结果显示了所用方法的有效性和可行性。

非线性模糊自适应直接广义预测控制55-59

摘要：针对广义预测控制（GPC）计算量大的缺陷，提出一种模糊自适应直接广义预测控制（FDGPC）方法。该方法利用中值定理将一类非线性系统等价表示为时变线性系统，通过模糊逻辑系统直接设计预测控制器，利用三次样条基函数多项式逼近广义误差时变系数，基于广义误差估计值对控制器参数θu和广义误差估计值中的未知向量θe’进行自适应调整。理论证明了该方法可使广义误差收敛到原点的一个小邻域内。仿真结果验证了此方法的有效性。

UPFC控制系统的SOPC设计60-64

摘要：针对统一潮流控制器（UPFC）的物理模型控制系统实现时要求频率跟踪电网、幅值和相位连续可调的关键技术问题，采用可编程片上系统（SOPC）的设计方法，给出了UPFC物理模型控制系统的SOPC解决方案。阐述了其软硬件设计思想和方法，利用Altera公司的EDA开发工具Quartus Ⅱ，采用SPWM方法设计了一个基于Avalon总线接口的统一潮流控制器的IP核，给出了UPFC IP核的功能及其结构，对正弦波幅值和相位设置、正弦波寻址、数据查找及幅值计算等子模块进行了详细描述，并利用Simulator和嵌入式逻辑分析仪SignalTap Ⅱ进行了仿真验证。UPFC的SOPC解决方案使其整体性能大幅度提高。

坦克炮控系统自适应模糊滑模控制方法65-69

摘要：针对坦克炮控系统这一类非线性和不确定性的复杂对象控制问题，提出一种自适应模糊滑模控制方法。采用滑模控制与模糊逻辑相结合的方法，滑模开关函数的绝对值作为输入组成一维模糊逻辑推理器，它的输出用以在线调整一维模糊控制器的输出增益，依据Lyapunov稳定定理获得最终的控制量。系统中的滑模控制器保证了系统的快速跟踪性能；而模糊控制器抑制了闭环系统的各种扰动，在不牺牲系统鲁棒性的同时达到削弱抖振的目的。从理论上证明了系统的稳定性，并且通过仿真验证了该结果。仿真结果表明，该设计方法大大优于经典设计，而且结构简单，易于设计，为炮控系统实际设计提供了一种可行的方法。

安装时间受资源约束的单机成组调度问题70-73

摘要：针对具有连续资源的单机成组调度问题，建立一类安装时间受资源约束的单机成组调度模型。模型中，同一组内的工件不允许分开加工，各工件组的安装时间是所消耗资源的线性非增连续函数，同一组内的工件具有与时间有关的学习效应。考虑三类问题：第一类问题的目标函数是在满足最大完工时间限制条件下，极小化资源消耗总量；第二类问题是在满足资源消耗总量限制条件下，极小化最大完工时间；第三类问题是在满足资源消耗总量限制条件下，极小化最大完工时间与资源加权消耗总量的加权线性组合。对三类问题分别给出了求解最优资源分配的方法，并通过数值例子说明了算法的有效性。

应用最大熵原理分析通信系统脆性风险74-78

摘要：针对开放的通信系统脆性风险问题，采用Delphi法辨识系统的脆性风险因子，建立了基于最大熵法的通信系统脆性风险分析模型，根据已求得的系统脆性指标最小偏见的概率分布函数，对通信系统进行脆性风险分析与评价。通过通信网络实例，对随机任意一天的某一具体通信网络脆性过程进行分析，得到系统的脆性风险特性，找到影响通信系统崩溃的主要脆性因子，与实际情况比较，说明该方法是可行、实用的。结果表明，如果采取相关措施对其主要的脆性因子进行控制，可以有效地防止通信系统的崩溃，降低通信系统的脆性，且有益于指导通信系统的体系结构的设计。

全方位移动机器人的运动预测控制79-82

摘要：针对全方位移动机器人在应用中由于延时造成控制不精确的问题，提出在机器人的运动控制中引入广义预测控制法。在基于四轮全方位移动机器人运动模型建立预测模型与运动预测控制方程中，提出了通过合理减少预测模型中的输入变量，以及将多输入多输出线性模型分解为单输入单输出线性模型，来降低其控制难度。仿真和实际应用验证了该算法能够有效地消除全方位移动机器人实时控制中延时的影响。