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电机与控制学报 2008年第04期杂志 文档列表

无轴承电机轴向混合磁轴承自抗扰控制365-369

摘要：为了实现无轴承电机轴向混合磁轴承的准确和稳定控制，依据自抗扰控制理论，设计了轴向混合磁轴承自抗扰控制系统，并给出其控制算法和控制结构。根据实验样机参数，利用MATLAB软件环境，构建了仿真系统，针对系统的阶跃响应、转子起浮、抗干扰能力等情况进行了仿真研究和性能分析。仿真试验结果表明，所设计的自抗扰控制系统具有精确度高、响应速度快、抗干扰能力强等特点，满足无轴承电机轴向混合磁轴承的高性能控制要求。

能量变换器样机的研制370-373

摘要：能量变换器是一种可直接并网的新型高压发电机。首先介绍了能量变换器的基本原理和研制背景，然后结合能量变换器的特点，给出了模拟试验样机研制过程中定子铁心结构与绕组形式、定子主要尺寸和额定值的确定方法、电磁设计与计算、加工制作方法、基本实验与结果等，最后总结了能量变换器试验样机研制过程的经验和体会。

一种新的多相电机模型的实现方法374-379

摘要：为了进行船舶用多相系统的模拟和系统稳定性分析，设计了一种以MATLAB／Sim Power-System中的三相发电机模型为基础建立多绕组发电机模型的方法，通过分析绕组磁势指出多相发电机绕组存在着有功功率可叠加及功角一致等特性，从发电机的基本方程中提取多绕组的耦合项并设置交互变量进行迭代求解，实现了多个三相绕组耦合情况下的多相系统仿真计算。以同容量三相发电机为比对系统进行基值换算，使多相同步发电机的绕组分布接近于实际样机，仿真结果与样机实验结果一致。与传统实现方法相比，该方法易于扩展到类似的3×n相系统。

不等宽永磁体削弱表面永磁电机齿槽转矩方法380-384

摘要：与现有的改变永磁磁极极弧系数和不同极弧系数组合的齿槽转矩削弱方法不同，研究了一种新的改变极弧系数的方法削弱表面永磁电机的齿槽转矩。在该方法中，除一块磁极外，其它磁极的宽度都相同，利用解析法推导了在保证永磁体用量不变的情况下，改变极弧系数时齿槽转矩的表达式，给出了极弧系数的确定方法，并利用两台电机进行了有限元法分析。仿真结果表明：所给出的极弧系数确定方法可有效地削弱每极整数槽的表面式三相永磁同步电动机的齿槽转矩。

一种具有高性价比的五电平逆变器拓扑385-390

摘要：为了提高五电平逆变器的性价比，在分析传统五电平逆变器拓扑的基础上，重组H桥级联结构与中点电位结构，只增加一个功率开关管构成辅助开关，跨接一个H桥与两个直流电压源，提出一种新型五电平逆变器拓扑。通过不同的开关组合，进而得到五电平输出电压。对H桥级联型五电平拓扑与新型拓扑的结构及输出性能进行了对比分析，仿真与试验结果表明：在输出相同电平的情况下．新型拓扑单元性价比高．验证了新型拓扑的正确性与有效性。

交通牵引大功率单边直线感应电机性能研究396-402

摘要：从单边直线感应电机（SLIM）气隙磁密方程入手，引入绕组函数方法，将次级绕组分为基波和边端效应波分量。根据初级绕组分布，推导出两相静止坐标下的初级绕组函数，解出次级绕组基波和边缘效应波分量。由绕组函数理论计算出电感、品质因数、次级电阻和运动电势系数，建立电压和磁链方程。根据初次级能量转换关系。得到推力方程。通过恒流恒频下的暂态特性和几种变频模式下的稳态特性计算，比较了实际稳态运行中的大功率SLIM的相电流、推力和效率的计算值和测量值。结果表明，绕组函数法能较好地描述边端效应，得到的稳态推力、效率和试验基本吻合，并证明了暂态计算的真实性。该模型可用于电机设计和特性分析中，具有一定的实用性。

混合动力汽车用双转子电机的建模与仿真403-408

摘要：针对传统混合动力汽车驱动系统的机电耦合传动机构较为复杂、效率不高等问题，将由励磁转子、杯形转子和外定子构成的双转子电机结构应用于混合动力汽车系统中。依据级联式无刷双馈电机以及同步电机的基本电磁关系，推导并建立了双转子电机的数学模型，并给出了电机运行在纯电动和两转子同步状态的仿真结果。仿真结果表明，双转子电机数学模型可实现平稳运行，验证了电机结构及其数学模型的正确性，模型在混合动力系统中应用的可行性，为研究系统控制策略提供了理论基础。

微型燃气轮机发电系统新型并网控制技术409-414

摘要：为了满足微型燃气轮机发电系统的并网要求，降低变换器的成本和提高可靠性，提出一种耦合虚拟磁链观测方案以解决磁链观测的偏置和启动电流突跳问题，获得了无电网电压传感器的虚拟磁链同步旋转坐标系统，设计了基于改进虚拟磁链观测器的直接功率控制策略的新型并网控制器。针对并网过程中的能量传输要求，进一步抑制发电机功率变化导致母线功率的传输波动，采用功率前馈的并网控制方案，改善了系统功率控制能力。仿真和实验结果表明，这种新型并网控制器能够稳定运行，能量传输具有快速性和稳定性。

电压稳定裕度对于参数的灵敏度的直接计算方法415-419

摘要：对于含参数的微分代数电力系统模型，鞍结分岔是静态分岔中最为普遍存在的一种分岔，往往导致电压振荡直至崩溃。而电压稳定裕度容易受到系统参数的影响，即所谓的稳定裕度对参数的灵敏度。为此给出一种解线性方程组直接求解电压稳定裕度对参数的灵敏度的新方法。该方法只需求解左端系数为扩展潮流Jacobi矩阵的线性方程组，避免了零特征值对应的左特征向量的迭代求解，计算量小，计算速度快，尤其适用于研究静态电压稳定性。IEEE标准的118母线检测系统仿真验证了该方法对于电力系统负荷裕度灵敏度计算的有效性。

同步发电机短路故障参数的扩充Prony算法辨识420-424

摘要：针对同步发电机短路故障问题，在分析同步发电机短路电流信号特点的基础上，提出了基于扩充Prony算法的同步发电机三相短路电流分段分析方法，建立了同步发电机突然三相短路电路模型。通过仿真分析得到拟合误差曲线以及A、B两相短路电流的模态信息。仿真结果表明：算法能够有效的提取各相电流信号的幅值、频率、相位和阻尼参数等模态信息，信号拟合精确度在10^-5以上，是一种有效的同步发电机短路电流分析算法。

用于磁滞类电机平行四边形模型的修正425-429

摘要：平行四边形磁滞模型与其他常用模型相比更适合用于径向磁通的磁滞电机磁路分析。Copeland和Slemon教授发展的平行四边形模型认为剩磁密度在变换过程中是不动的，本文运用叠加原理、等效磁路和傅立叶变换的方法证明了该模型在变换过程中剩磁密度点是漂移的，漂移程度取决于模型中4个边的斜率。模型修正后，BH环矩形面积与变换前的平行四边形面积相等，符合模型变换的基本导则。最后用修正模型对30HP磁滞电机进行了分析验证，相对于原模型该电机剩磁漂移达到4％。

永磁直流电机绕组脱焊故障在线诊断与分析430-434

摘要：通过分析永磁直流电机绕组脱焊故障电流的变化机理，揭示了永磁直流电动机稳态电枢电流的均值大小及其脉动频率、脉动幅度与绕组脱焊故障状态之间的内在联系，确立了基于电流信号的绕组脱焊故障诊断模型；运用该模型对样本电机进行绕组脱焊故障实验研究。实验结果与故障机理分析的一致性表明：该模型对永磁直流电机的绕组脱焊故障在线诊断是非常有效的，同时对建立永磁直流电机常见故障的统一诊断模型提供了研究思路。

变速恒频双馈风力发电运行综合控制策略435-441

摘要：根据交流励磁变速恒频风力发电的运行特点，将矢量控制的电网电压定向技术应用在双馈电机的并网发电上，提出了一种基于电网电压定向的变速恒频双馈风力发电运行综合控制策略，实现了与定子磁链定向矢量控制相同的功能，且省去了定子磁链观测器，简化了算法。建立了变速恒频风力发电柔性并网、稳态运行和电网波动情况下不脱网运行的控制模型，实现了宽范围变速条件下无冲击电流并网、输出功率的解耦控制和最大功率点跟踪。在变速恒频并网发电系统中，发电机与电网之间是一种柔性连接关系，仿真和实验结果证明了控制策略的正确性与有效性。

基于粒子群算法的直线振动发电机优化设计442-446

摘要：设计了一种新型圆筒式永磁直线振动发电机，电机中永磁体放置在绕组外侧，内部通过放置铁心来增大感应电动势的幅值。其结构简单，尺寸多变，可将原来损失的小幅振动能量转化为电能，为小型设备提供低压直流。通过二维有限元对其非线性无边界轴对称磁场进行了系统的分析，得到一系列电机感应电动势与电机尺寸间的变化规律，并以有限元分析结果为基础，结合粒子群优化算法，归纳出通用的优化设计准则和公式。优化结果表明，为了得到更高的材料利用率，应取较大的永磁体外径，且样机实验和有限元分析结果吻合良好。

开关磁阻电机调速系统BP神经网络建模447-450

摘要：为了实现开关磁阻电机调速系统（SRD）的准确动态仿真，在测取准确磁特性样本数据基础上，利用神经网络所具有的非线性映射能力，采用基于Levenberg-Marqvardt算法的BP神经网络，建立了开关磁阻电动机的非线性模型，并在MATLAB仿真平台上搭建SRD系统动态仿真模型。仿真实验表明，与常规线性SRD动态仿真模型相比，采用BP神经网络的SRD动态仿真模型转矩脉动小，具有稳定性好，鲁棒性强的特点。

一种新颖的绝对式磁栅位移传感器451-454

摘要：为了提高磁栅的分辨率，降低成本并实现绝对式输出，构建了一种磁栅结构。采用永磁体作为磁栅源，6个气隙为2．8mm的线性霍尔把磁信号转换成电信号，经过差分得到三相电压信号，在信号处理上采用基于校准查表的信号处理方式。在离线状态下，用高分辨率的光栅对磁栅进行校准。对光栅的输出和磁栅的三相信号同时采样并上传到计算机，得到标准位移和三相信号的对应关系并存储在主控芯片中以供查表。实际工作状态中，分区间根据三相信号查表得到位移。根据此原理制出样机，实现了单信号周期内的绝对位置检测，分辨率达到0．001mm以下，结构简单、成本低廉。

一种密度聚类模糊神经网络的建模方法455-458

摘要：针对仅依赖于输入输出样本数据的复杂系统建模问题，借鉴模式识别聚类分析的理论思想，提出了基于密度聚类提取样本数据模糊规则的理论和方法，通过密度聚类法提取样本数据输入输出变量间的内在规则，并根据密度聚类提取规则的特点，建立了基于密度聚类的模糊逻辑推理方法，确立了一种基于密度聚类的模糊神经网络（DFNN）模型结构。以石化过氧化氢异丙苯（CHP）分解反应过程为对象，进行了仿真建模比较分析，结果表明在模型精度和可靠性上，均优于基于c均值聚类提取规则的模糊神经网络（CFNN），验证了DFNN建模方法的有效性。

一类切换T-S型模糊系统二次镇定保成本控制459-463

摘要：针对一类不确定切换T—S型模糊系统，对保成本鲁棒控制问题进行了研究。利用单Lyapunov函数法，给出了混杂状态反馈保成本控制器的设计方案，使得闭环系统对所有允许的不确定性，在所设计的混杂状态反馈控制器下是二次稳定的，应用线性矩阵不等式的可解性给出闭环系统二次稳定的充分条件，同时给出了二次型成本函数的一个上界。模型中的每个切换系统的子系统是不确定模糊系统，取常用的平行分布补偿PDC控制器，主要条件以凸组合的形式给出，具有较强的可解性。仿真结果验证了所设计方法的有效性。