两级滤波滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制
摘要：实现永磁同步电机矢量控制的前提在于电机转速与转子位置信息的准确获取,为此设计了一款基于两级滤波的滑模观测器用来对电机的转子位置和速度进行估算。第一级滤波的输出反馈给电流观测器,第二级滤波的输出用来计算转子的位置,并采用分段线性补偿对位置估算误差进行补偿。给出了永磁同步电机无位置传感器控制系统方案,分别对滑模观测器的电流观测、反电势观测、位置和速度估算、负载扰动和动态过程进行了仿真分析,验证了该滑模观测器算法的可行性。搭建了控制系统实验平台,分别对启动过程、反电势观测、位置和速度估算以及变参数控制进行了实验研究,验证了该滑模观测器算法的正确性。仿真和实验结果表明：该滑模观测器能够快速和准确的跟踪电机转子的位置和速度,系统具有响应快、鲁棒性强的特点。基于等效磁网络法的新型混合励磁无刷爪极发电机的性能计算
摘要：提出一种新型的混合励磁无刷爪极发电机,该电机由永磁体与励磁绕组共同作用产生电机磁场,由于电机结构及磁路的复杂性,对这种电机进行快速、准确的分析比较困难。建立考虑磁场三维分布的电机等效磁网络模型,利用该模型对电机的空载磁场分布及磁场调节能力进行了分析,与有限元分析相比,等效磁网络法分析快速、结果准确。此外,利用等效磁网络模型,结合电机的相量图对电机的负载输出特性进行了计算,计算结果与样机实验结果相吻合。分析结果显示该电机具有气隙磁通密度高、功率密度高、低速输出性能好、励磁损耗低的特点。用于旋转调制捷联惯导系统的旋转控制方法
摘要：针对旋转调制式捷联惯导系统的电机连续正反转的控制问题,为了满足平稳旋转和反转瞬间对电机转角位置的高精度要求,提出PID控制与开环控制相结合的电机连续正反转的控制方法,并验证了该方法在保证精度的前提下相比于其它的控制算法更为简单易行。分析了旋转控制的角度误差对导航的影响,介绍了系统结构、算法流程和系统调试方法。仿真和实际结果表明：该方法不仅使电机反转瞬间的角度误差降至30角秒以下,还保证了控制方式转换时的平稳过渡,实现了电机的平稳反转。单绕组磁悬浮开关磁阻电机的原理与解耦控制
摘要：针对瞬时悬浮力与瞬时转矩非线性、强耦合的特点,研究了一种新型单绕组磁悬浮开关磁阻电机的运行机理,提出瞬时悬浮力与平均转矩分相产生的双相导通解耦控制策略。构建单绕组磁悬浮开关磁阻电机相周期内悬浮力与转矩的全角度数学模型,基于悬浮力有效产生区间内平均转矩为零的特点,提出双相导通运行策略,并以提高悬浮力响应速度及电机动态运行性能为目标,给出了电流斩波幅值和关断角的优化控制方法。针对12/8极实验样机,开展相关的仿真与实验研究,结果表明了双相导通解耦控制策略的有效性与优越性,闭环系统具有良好的动静态性能。一种三级式航空无刷同步电机起动控制策略
摘要：针对三级式航空无刷同步电机在采用单相交流励磁方式实现起动功能的过程中,主发电机励磁电流脉动,与励磁机电磁和机械耦合严重,采用单一电动机模型的传统起动控制方法会导致电机转矩脉动大、带载起动困难的问题,通过分析励磁机在起动过程中的输出特性,研究集励磁机和主发电机的一体化数学模型,提出了一种在非恒定电流励磁情况下的三级式航空无刷同步电机起动控制策略。实验结果表明,该控制策略对励磁脉动干扰不敏感,可明显提高电机在电动状态时的运行稳定性以及带载能力。单级同步感应线圈炮场-路耦合分析与参数优化
摘要：为了准确地确定驱动线圈中的响应电流,建立了单级同步感应线圈炮二维场-路耦合的数学模型,利用APDL编制了基于场-路耦合数学模型的仿真程序。利用该程序对美国桑迪亚国家实验室公布的同步感应线圈炮模型进行了仿真并与SLINGSHOT仿真结果进行了比较;进行了单级同步感应线圈炮发射实验,测量了放电回路中的响应电流并与仿真结果进行了比较,比较结果均验证了仿真程序的合理性。基于场-路耦合程序建立了单级同步感应线圈炮回路参数的优化数学模型,对放电回路参数进行了优化,根据优化结果进行了发射实验并测量了电枢速度,优化后系统的发射效率1.14%提高到2.02%。基于横磁通发电机的永磁直驱风力发电系统
摘要：为满足直驱式风力发电机组的低速、大转矩要求,对新型横磁通永磁多相发电机的转矩密度、模块化结构及其系统建模进行深入分析,针对此类电机电枢绕组和主磁路在空间结构上的相对独立性和各相绕组间的电磁解耦特点,进行变速恒频风力发电控制系统设计,根据风力机输出特性,提出基于最优电磁转矩特性曲线的发电机最大功率跟踪方案。并搭建了10kVA样机系统,通过全功率逆变器完成电能转换与并网控制,实验测试结果表明发电系统馈入电网的电流THD为2.8%,功率因数为0.98,电能质量达到了风电入网标准。计及互感的开关磁阻电机单双相励磁静态性能分析
摘要：针对开关磁阻电机双凸极结构及开关电源供电导致的其固有转矩脉动问题,运行时期望保持各相电感曲线重叠,研究由磁链交互引起的互感耦合及饱和效应。从电机设计的角度详细分析了单双相励磁时开关磁阻电机的静态性能及其与相电流、转子位置的关系：包括长、短磁路模式下电机单双相励磁的自感和互感曲线,相邻相对导通相磁链的影响,以及互感对输出转矩的影响,并且实测了四相8/6结构开关磁阻电机的自感及互感曲线。理论分析和有限元计算及实验研究均表明,相邻两相为短磁路励磁模式时,可获取较高平均转矩。基于改进型SVPWM的五电平NPC/H变流器共模电压抑制技术研究
摘要：为解决多电平变流器中共模电压随电平数增加幅值增大的问题,以五电平桥式中点箝位变流器为例,分析共模电压的产生机理,并提出一种基于改进型空间矢量脉冲宽度调制的共模电压抑制技术。将五电平桥式中点箝位变流器等效为两个三电平中点箝位变流器的组合,原参考电压矢量可分解为两个小的电压矢量。五电平空间矢量脉冲宽度调制也被分解为两个三电平空间矢量脉冲宽度调制。为抑制其共模电压,其中一个三电平变流器采用零共模电压空间矢量脉冲宽度调制策略,另一个三电平变流器则按传统空间矢量脉冲宽度调制策略进行调制。对比分析并仿真研究现有两种调制策略与改进型空间矢量脉冲宽度调制策略下五电平桥式中点箝位变流器的共模电压和直流电压利用率。理论分析和结果证明变流器的共模电压最大值比传统SVPWM（space vectorpulse width modulation）下降了60%,直流电压利用率比零共模电压策略升高了4%,说明在共模电压得到有效抑制的同时,保持了较高的直流电压利用率。一种新型一体化电压电流互感器及其分析
摘要：针对电子式电流互感器的供电电源问题,在分析现有电源解决方案优缺点的基础上,提出了一种基于电容式电压互感器的一体化电子式电压电流互感器。重点研究了这种一体化电子式互感器的电容分压器式供电电源,通过理论分析,提出这种互感器电压测量部分的幅值误差和相位误差的计算方法,给出了以满足相位误差和幅值误差为目标,进行互感器主要元件参数选择的具体计算公式。依据给出的计算公式和方法,对一台要求幅值误差0.2%、相位误差10＇的220 kV互感器的主要参数进行了设计,并通过大型商用电路分析软件OrCAD对设计结果进行了仿真验证,仿真结果表明设计能够满足精确度要求。基于准谐振控制器的零序环流抑制
摘要：针对三相逆变器直接并联运行时存在零序环流的问题,提出一种基于准谐振控制器的零序环流闭环控制方法。通过分别建立并分析逆变器独立工作和两台并联工作时零序环流闭环控制模型可知,PWM零序调制电压为主要扰动。理想的谐振控制器在谐振频率处增益无穷大,可以消除与谐振频率相同频率的扰动分量对闭环系统的影响。针对扰动为频谱离散的周期性信号的特性,控制器采用多谐振控制器并联的控制结构。在推导零序环流闭环控制等效模型和扰动传递函数的基础上,提出准谐振控制器设计方法。仿真和实验结果表明,该方法能够有效抑制零序环流。基于速度观测器的GMS摩擦模型辨识与补偿
摘要：摩擦是伺服系统在低速运动时精度降低的主要非线性因素之一。采用基于模型的摩擦补偿可以有效地预测摩擦力,并实现误差补偿,因此利用可全面描述系统摩擦力的GMS摩擦模型预测伺服系统的摩擦力。为提高此模型参数的辨识精度,设计了全维速度观测器提供反馈速度信息,克服低速时速度测量误差带来的影响;并基于此观测器,给出了GMS摩擦模型的参数辨识的实验方法。为验证所提出的摩擦补偿及辨识方法的有效性,在一新型的空间大型末端执行器的拖动系统进行了拖动实验。实验结果表明,通过此摩擦模型补偿,可使拖动系统的位置跟踪精度优于0.02 mm,与具有固定参数的Stribeck摩擦模型相比,位置跟踪精度提高超过30%。电动汽车永磁无刷轮毂电机磁场定向控制
摘要：永磁无刷轮毂电机通常具有接近正弦波形的反电势,适合采用正弦波电流驱动。基于霍尔位置传感器的磁场定向控制应用于此种电机,具有效率高,转矩脉动小等优点。在电动汽车轮毂电机直接驱动应用中,要求避免出现较大的瞬态转矩以及抑制转矩脉动,通过增加前馈控制可有效抑制瞬态较大的转矩的出现,增加死区补偿可有效改善转矩脉动。试验结果表明,基于前馈和增加死区补偿的磁场定向控制应用在电动汽车永磁无刷轮毂电机控制中具有更好的控制效果,消除了瞬时转矩较大变化引起的不平顺,减小了稳态转矩脉动产生的驾驶室噪声。电网故障时功率变换器并网同步策略
摘要：针对传统同步参考系锁相环（synchronous reference frame phase-locked loop,SRF-PLL）在电网故障时检测出的电压幅值与相位等存在低频干扰量,无法保证并网同步要求的问题,提出了一种功率变换器并网同步策略。该并网同步策略是对传统SRF-PLL的拓展,由设计的正序分量提取算法和传统的SRF-PLL组合而成,详细阐述了该并网同步策略的理论依据和实现方法。理论分析表明：在电网故障时,该并网同步策略具有动态响应时间快,结构简单,谐波分量抑制能力强的优点。并且对电网基频在允许范围内（50±0.5Hz）偏移时不敏感,能够有效解决传统SRF-PLL在电网故障时无法保证并网同步要求的缺点。仿真与实验结果验证了理论分析的正确性和可行性以及该并网同步策略应用的有效性。变压器油中气体的多核核主元回归预测模型
摘要：为了克服常用预测方法在建模时只单独考虑某种特征气体发展变化的不足,进一步提高预测的精度和可靠性,提出了一种基于多核核主元回归（multiple-kernel kernel principal componentregression,MK-KPCR）的变压器油中气体预测模型。采用不同类型核函数的线性加权组合构造新的等价核,以降低建模精度对核函数及其参数选择的依赖性;利用核主元分析（kernel principalcomponent analysis,KPCA）对变压器油中溶解气体样本数据提取核主元,进行回归计算与分析,建立同时预测变压器油中主要特征气体的核主元回归（kernel principal component regression,KPCR）模型;与灰色多变量预测模型（multivariable grey model,MGM）,主元回归（principal component re-gression,PCR）及KPCR进行一步和多步预测比较。实验结果表明,MK-KPCR预测模型对核函数及参数选择的依赖性小,具有较优的预测精度和泛化能力。TCP网络的自适应神经滑模控制
摘要：针对TCP网络的拥塞控制问题,考虑了TCP负载和往返时延具有较大的突发性和时变性的情况,结合滑模控制与RBF神经网络提出了一种主动队列管理算法。考虑到网络系统参数是未知时变的,采用RBF神经网络逼近网络系统参数,从而使得主动队列管理算法易于实现。依据李雅普诺夫稳定性理论设计了RBF神经网络权值的自适应律,使得网络系统参数得到了较好的估计。采用RBF神经网络的输出作为滑模控制器的参数设计了一种主动队列管理算法,使得网络系统是渐近稳定的。仿真结果表明所提出的算法与比例积分控制器和传统的滑模控制器相比具有较快的响应和稳定的队列长度,在网络参数变化时仍能获得较好的鲁棒性。波浪影响下导管架调平系统最优控制
摘要：针对导管架传统单腿调平方式,调平器承载力过大,受波浪载荷影响,调平效率、精度无法保证的问题,对导管架自动调平最优控制系统进行研究。考虑波浪对导管架的影响,建立了调平系统几何模型及受控对象数学模型,并针对4桩腿式导管架,提出了基于Mamdani模糊系统的液压调平最优控制算法。对环境载荷影响下的调平夹持系统调平过程进行了仿真,结果表明调平系统可以克服随机波浪载荷扰动的影响,解决了传统导管架调平中的弊端。《电机与控制学报》简介
摘要：《电机与控制学报》是由哈尔滨理工大学主办的立足国内、面向国际的专业性学术期刊。旨在反映国内外电气工程、控制科学与工程领域中最新的重要研究成果和具有创造性的学术成果。《电机与控制学报》的前身为《哈尔滨电工学院学报》，于1959年创刊，1997年更为现名，2007年入选美国《工程索引》（El Compendex）收录期刊，现为月刊。