电机与控制学报杂志

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电机与控制学报杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

Electric Machines and Control

  • 23-1408/TM 国内刊号
  • 1007-449X 国际刊号
  • 1.06 影响因子
  • 1-3个月下单 审稿周期
电机与控制学报是哈尔滨理工大学主办的一本学术期刊,主要刊载该领域内的原创性研究论文、综述和评论等。杂志于1962年创刊,目前已被维普收录(中)、CSCD 中国科学引文数据库来源期刊(含扩展版)等知名数据库收录,是黑龙江教育厅主管的国家重点学术期刊之一。电机与控制学报在学术界享有很高的声誉和影响力,该期刊发表的文章具有较高的学术水平和实践价值,为读者提供更多的实践案例和行业信息,得到了广大读者的广泛关注和引用。
栏目设置:电机与电器、控制理论与控制工程、电工理论与新技术、电力电子与电力传动、高电压绝缘技术、测试讲师技术及仪器、机器人控制、计算机应用。

电机与控制学报 2008年第06期杂志 文档列表

双凸极起动/发电机系统建模与瞬态特性分析615-620

摘要:现有的电磁式双凸极电机的建模与特性分析分别单独从起动状态和发电状态两个方面进行,而独立的起动机和发电机模型难以完整、准确的反映起动/发电整个过程,尤其是起动/发电切换瞬态过程。在MATLAB软件中将SIMULINK和SimPowerSystems相结合,提出了非线性电感下起动/发电机一体化建模的方法,建立了电磁式双凸极起动/发电机系统的一体化模型,分析了起动/发电各个阶段特性,重点分析了起动/发电切换过程瞬态特性。仿真与实验结果验证了电磁式双凸极起动/发电机系统一体化模型和特性分析的正确性。

感应电机无速度传感器控制自适应速度观测器621-628

摘要:理论与实践证明自适应速度观测器是实现高性能的感应电动机无速度传感器控制系统的有效方法之一。由于该系统的非线性性质,在观测器设计以及系统应用中还有许多有待解决的问题。针对此类问题,从理论联系实际的角度,分析现有的电机磁链、速度观测器理论的要点及其成果,如建模的条件、自适应速度估计算法及其物理性质、系统稳定性分析、线性化方法、以及观测器参数的辨识等。同时,给出了实验结果、指出了这些内容中尚存的相关问题。

差动式磁控形状记忆合金旋转执行器629-633

摘要:针对磁控形状记忆合金(MSMA)执行器中使用弹簧恢复变形存在的问题,设计一种采用2个MSMA元件差动控制方式的新型旋转执行器。分析了差动式MSMA旋转执行器的工作原理、MSMA元件变形与控制磁场及材料导磁率的关系,在磁场分析的基础上设计与研制了差动式MS-MA旋转执行器试验样机。样机的实验结果表明改变励磁绕组电流的大小和频率可实现执行器旋转速度控制。该差动式MSMA旋转执行器减小了控制功率,提高了控制精确度和动态响应速度。

转子极数对无刷双馈电机耦合能力的影响634-638

摘要:针对目前无刷双馈电机(BDFM)两套不同极数定子绕组之间,耦合能力弱而导致该类型电机功率密度低及性能指标差的问题,以结构简单易于制造的普通凸极磁阻转子BDFM为例,研究了转子极数对电机耦合能力的影响。基于绕组函数理论,对BDFM进行了电感参数计算;通过分析电感参数,研究了极数、相同转子极数而不同定子绕组的极数配合和多极凸极磁阻转子对其耦合的影响。研究表明:合适的转子极数和极数配合可以改进BDFM的耦合能力,进而提高其功率密度,改善其性能指标。

BUCK型开关变换器最优PID控制器设计639-643

摘要:针对开关电源的复杂性和时变性,传统PID控制器整定方法无法很好满足其控制性能要求的问题,提出一种面向性能指标的最优PID控制器参数整定方法。基于DP算法,计算保证闭环系统稳定的PID控制器参数范围;利用具有全局寻优能力的遗传算法,按照ITAE性能指标在该范围内进行参数寻优。以BUCK变换器为利的仿真研究表明,该方法在指定的性能指标上取得了满意的控制效果,在负载发生摄动时,较传统PID控制器,具有较好的鲁棒性,且计算相对简单、实用性强,可推广到非线性PID控制器的参数整定和相关工程实践中。

考虑阻尼绕组的五相PMSM数学模型及等效电路644-649

摘要:对带阻尼绕组的五相永磁同步电动机(PMSM)的数学模型进行了分析,得到了该电机在abc坐标系下的数学模型,并通过全维空间解耦变换矩阵和旋转变换矩阵分别建立了α-β坐标系和d-q坐标系下的数学模型,该模型具有不同空间变量解耦的性质,在此基础上,通过标幺值方法得到了规范化d-q模型,并给出了相应的等值电路。建立的数学模型和等值电路可用于带阻尼绕组的多相永磁同步电动机的分析和控制,并可拓展应用于任意相的多相永磁同步电机中。

集中非叠绕组的绕组因数对电势谐波抑制650-654

摘要:为了研究集中非叠绕组永磁同步电机绕组因数对电势谐波的削弱作用,给出了集中非叠绕组的元件连接方式,推导了集中非叠绕组的齿/极配合关系,并在此基础上讨论了集中非叠绕组的节距类型,分析了节距因数和分布因数对电势谐波的影响。分析结果表明:集中非叠绕组的节距因数只能消除电势相数次或相数的倍数次谐波,当每极每相槽数的最简分式分子为1时,分布因数对电势谐波没有削弱作用。为消除电势中特定次谐波,进一步提出了利用槽口因数来消除特定次电势谐波的方法。实例分析和样机研究验证了本文分析的正确性和所提方法的可行性。

基于RBF-CMGA的电机低温运行特性优化655-658

摘要:为了探讨电机的低温运行特性,依据径向基函数网络(RBFNN)和压缩映射遗传算法(CM-GA)融合理论,对电机低温运行特性(起动功率、起动转矩、转速)进行了优化分析,预测了低温起动电机的结构参数;对比分析了电机在0℃、-5℃、-15℃和-25℃下的运行特性;在-25℃下,进行了电机起动电压、起动电流、起动转矩及起动转速等性能试验。结果表明:优化后的电机最大起动功率为2.89 kW,平均起动转矩为42 N.m,最大转速为2 475 r/m in,保证了发动机快速、可靠地低温起动。证实了利用RBF-CMGA融合算法对电机结构参数和运行特性进行优化,是完全可行的。

一种开关磁阻电机非线性磁链与转矩建模方法659-665

摘要:开关磁阻电机(SRM)由于磁化曲线高度饱和非线性的特点,造成传统的电机性能分析和建模方法很难运用到SRM中。根据SRM磁链曲线的特点,提出了一种带修正因子的反正切函数来建立SRM模型的方法。在获得SRM 5个特殊转子位置处的9个磁链数据点的基础上,利用傅立叶级数分解和反正切函数来拟合SRM的磁链特性,并推导出电感和电磁转矩模型。该模型函数表达式简单、系数修改方便、计算精度高,并且能够直观的反映SRM的磁链、电感和转矩变化情况。以一台550 W、6/4极SRM为例,进行了仿真与实验比较,结果表明该模型能够很好的反映SRM的实际工作状况,验证了所建模型的精确性和有效性。

双三相异步电动机的建模和仿真研究666-669

摘要:提出了一种双三相异步电动机的建模新方法。基于磁动势和功率不变的原则,构建了一套等效的三相绕组。应用成熟的三相异步电动机在两相静止坐标系上的数学模型,建立了双三相异步电动机在α-β坐标系上的数学模型和基于Simulink的仿真模型。设计制作了一台4极、1.1kW的双三相异步电动机并进行了仿真和试验对比研究。结果表明,仿真结果与试验结果吻合,两者间的最大误差在2%以下。这种基于绕组变换的建模方法是正确有效的。

电动汽车电机驱动系统寿命模型670-674

摘要:针对电动汽车电机驱动系统在运行过程中承受剧烈的热应力容易导致系统出现故障的问题,从热应力疲劳失效的观点出发,分析了系统寿命影响因素及其薄弱环节的失效机理,提出了一种以电动汽车电机驱动系统运行工况和电机输出扭矩为输入建立系统寿命模型的方法。建立了100/160 kW纯电动大客车电机驱动系统寿命模型,并以北京121电动公交车的实际运行工况为模型输入预计了系统寿命。

超声波电机频率-温度特性研究675-679

摘要:为了研究超声波电机运行过程中温升和频率漂移等关键技术问题,采用自然对流传热问题的牛顿冷却定律和热容理论,建立了超声波电机的温度特性与驱动频率之间的关系表达式,仿真分析了驱动频率对电机温升的影响;考虑电机压电定子的转动惯量和剪切变形等因素,利用能量等效原则和铁摩辛柯梁振动理论建立了超声波电机谐振频率与温度之间的关系表达式,通过仿真研究了温度对电机谐振频率漂移的影响,并通过实验验证了仿真结果的正确性。仿真及实验结果表明:电机的谐振频率随着温度的升高呈线性降低;驱动信号频率越接近电机谐振频率,电机表面温度就越高。最后,根据研究结果提出了减小电机温升和频率漂移的措施,并通过实验验证所提出措施的有效性。

一种适用于两级DC/DC变换器的磁集成结构680-684

摘要:针对48 V输入低压大电流输出的两级DC/DC变换器,提出了一种包含两个电感和一个变压器的磁集成结构。该结构的主要特点是实现了磁芯窗口面积利用率的最大化,可降低集成磁元件的铜损和改善其散热条件。以Buck级联半桥两级DC/DC变换器为应用实例,集成了磁元件并制成90 W的样机。实验结果表明,按提出的结构对磁元件进行集成,原有变换器电路的工作特性可得到保持。依据实验结果,对其中的集成磁元件进行损耗分析,并进一步提出了若干集成磁元件的优化措施。

瞬态涡流问题求解的时域径向基函数方法685-690

摘要:将径向基函数无网格法引入到瞬态涡流问题的求解中。由待求函数时间和空间变量的独立可分离性,采用径向基函数逼近空间函数及其偏导数,应用Crank-N ilcoson差分格式近似时间函数,给出了径向基函数方法在时域内求解瞬态涡流方程的原理、离散模型和实施步骤。在薄铝片板磁场建立和圆柱铁芯磁场衰减的瞬态涡流分析中,将数值近似解与解析解作对比分析。仿真结果表明,径向基函数方法的相对均方根误差均在3%以内,且其实施中不需要网格剖分,即使在节点数较少时也能很好地逼近解析解。

定子双馈电双凸极电机的模糊自适应PI控制691-695

摘要:定子双馈电双凸极(SDFDS)电机具有结构简单可靠,功率密度高,可控参数多,容错性能好等优点。但它的转矩和转速之间具有强烈的非线性关系,采用常规线性PI控制器难以得到令人满意的控制特性。针对这个问题,结合模糊控制灵活、鲁棒性强的优点和PI控制精度高的特点,设计了模糊自适应PI控制器,并通过仿真和实验与传统的PI控制器和模糊控制器进行了比较。结果表明,模糊自适应PI控制器继承了模糊控制和PI控制的优点,能获得优良动静态性能和适应性。

永磁同步电机无位置传感器双滑模鲁棒控制696-700

摘要:基于表面式永磁同步电机在二相坐标下的数学模型,采用滑模变结构方法设计了由滑模控制器和扩展滑模观测器组成的鲁棒控制系统。针对电机参数摄动和负载扰动对驱动性能的影响,以转速误差为参量建立滑模面,构造滑模速度控制器以取代目前在大多数控制方案中使用的PI控制器,利用Lyapunov理论推导出自适应速度控制律,得出速度控制的参考电流和参考电压表达式。由扩展滑模观测器估算转子速度和位置,分析得到观测器的收敛条件及自适应率,证明了其稳定性。理论分析表明该方案的控制器和观测器性能不依赖于电机参数和负载干扰,具有较强的鲁棒性。仿真结果验证了控制方案的有效性与正确性。

扩频导航接收机全数字伪码跟踪环性能研究701-705

摘要:针对无线电导航系统中全数字伪码跟踪环路进行了研究,分析了直接扩频序列的自相关特性,给出了伪码鉴相特性曲线,建立了伪码跟踪环路模型,运用不动点理论对鉴相特性曲线中的非线性区域跟踪性能展开了研究,得到了二阶全数字超前-滞后环的环路特性,给出了跟踪环路稳定的参数设计条件和环路最佳收敛时的参数要求,并对不同参数下的伪码跟踪环路性能进行了仿真。仿真结果表明:只有当伪码相位初始误差在收敛域时,跟踪环路才能最终稳定于零,而收敛域的大小则随着环路增益的增大而增大。

感应电机高性能鲁棒速度跟踪控制器设计706-711

摘要:针对系统模型不确定性和干扰对矢量控制性能的影响,利用Q-参数化理论设计控制器,设计了一种简单有效的感应电机速度控制策略。该速度控制器由鲁棒转子磁链估计器(RRFE)以及参考模型跟踪控制器(RMTC)两个部分构成。RRFE主要用于转子磁链估计,以确保转子磁链获得快速准确的定向,而RMTC则在电机参数发生变化和出现干扰的情况下,获得磁链和转速的渐进跟踪性能。仿真试验结果表明,干扰得到有效抑制,系统具有较好调速性能。