电机与控制学报杂志社
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电机与控制学报杂志

《电机与控制学报》在全国影响力巨大,创刊于1962年,公开发行的月刊杂志。创刊以来,办刊质量和水平不断提高,主要栏目设置有: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、高电压绝缘技术等。
  • 主管单位:黑龙江教育厅
  • 主办单位:哈尔滨理工大学
  • 国际刊号:1007-449X
  • 国内刊号:23-1408/TM
  • 出版地方:黑龙江
  • 邮发代号:14-46
  • 创刊时间:1962
  • 发行周期:月刊
  • 期刊开本:A4
  • 复合影响因子:1.06
  • 综合影响因子:1.194
相关期刊
服务介绍

电机与控制学报 2014年第04期杂志 文档列表

非磁性次级直线感应电机力特性及涡流损耗分析

摘要:针对用于磁悬浮车辆的非磁性次级直线感应电机的力特性和涡流损耗进行研究。该电机初级绕组通入三相对称交流电产生行波磁场,与地面非磁性次级导体中感应的涡流磁场相互作用,可同时产生悬浮力和驱动力。针对非磁性次级直线感应电机力特性及涡流损耗求解问题,以麦克斯韦电磁方程为基础,建立了非磁性次级直线感电机的简化二维电磁模型,对其磁场进行解析分析,得到该类电机的推进力、悬浮力、总机械功率、涡流损耗的解析表达式;研究了涡流损耗与输入电流幅值、频率、转差率之间的关系;找出了合适的工作区间。利用有限元计算软件,计算分析了推进力、悬浮力及涡流损耗特性曲线。实验结果验证了理论计算的正确性。
1-5

单周控制无桥Pseudo-Boost PFC变换器

摘要:本文研究了一种新型无桥Pseudo-Boost功率因数校正( Power Factor Correction,PFC)变换器,变换器完全消除了传统Boost PFC变换器的整流桥,无桥Pseudo-Boost PFC变换器存在谐振支路,但却呈现出PWM变换器的性质;分析了无桥Pseudo-Boost PFC变换器的工作原理,在交流输入电压正半周或是负半周内,具有传统Boost PFC变换器的特性,其电压传输比与谐振支路参数无关。为了验证该新型变换器的有效性,采用了单周控制策略的数字控制实现方案,仿真和实验表明,该变换器直流输出电压稳定,交流输入电流与输入电压相位相同,功率因数可达到1,具有PFC变换器的功能。
6-10

电励磁双凸极电机并联桥短路故障的研究

摘要:为了研究电励磁双凸极发电机在短路故障下的容错性能,以一台四相电励磁双凸极电机样机为研究对象,借助二维有限元电磁场分析技术,对其工作在并联单相桥方式下几种较严重短路故障进行理论分析和仿真、实验验证,得出不同故障对电机本身和工作特性的影响:短路故障时,负载输出电压有所下降,但仍有较好的容错性能;下管短路时,短路电流迅速上升且电流最大值更大,长时间工作,绕组发热严重,同时传动轴转矩很大且转矩脉动大,影响转轴特性。
11-16

三相三电平逆变装置全系统电路仿真模型研究

摘要:针对大容量三相三电平逆变器原理性仿真中一般没有考虑复合母排的分布式结构、逆变器交流输出铜排及电力电缆的传输线参数、负载感应电机的高频电路参数等,从而不能准确反应吸收电容、功率开关管、滤波器等器部件安装位置对全系统性能的影响,不能有效指导相关器部件设计的问题,结合仿真和实验提出一种三相三电平逆变器建模方法。通过建立电容母排、传输母排和IGBT母排的多端口电路模型,考虑逆变器柜内输出铜排与交流输出电力电缆传输线参数,提出一种三相感应电机的高频电路模型及其参数测量方法,在此基础上对三相三电平逆变器进行了全系统仿真建模和试验验证。利用三相三电平逆变器全系统仿真模型及建模方法,可指导复合母排、吸收电容、交流输出滤波器、熔断器等器部件的工程设计。
17-24

负阻抗补偿法在机电作动器上的研究与应用

摘要:针对电力作动器类恒功率负载引起的负阻抗效应,提出采用负阻抗补偿法来解决电力作动器系统的稳定性问题,并且进行补偿器设计方法的研究。首先通过推导电网输入导纳得出稳定判据。然后比较常用增大电容法与负阻抗补偿法,分析两种方法对电能品质的影响及稳定性问题,并比较补偿器参数的改变对干扰性能的影响,重点分析比例系数对电网性能的影响。再通过仿真和实验对带有补偿器的作动器系统进行系统性能的验证。结论表明改进型负阻抗补偿法可以在满足系统快速性的同时,采用相对小的电容来保证系统的稳定性。另一方面负阻抗补偿法对大扰动问题仍然适用,同样可以改善电能品质。
25-30

一种低硬件资源消耗快速SVPWM算法

摘要:常规SVPWM算法需要进行多次复杂的坐标变换并涉及大量的浮点乘法运算,增加了控制器的运算负荷且占用更多的内存空间。针对这一问题提出快速SVPWM方法,利用压缩变化将基础电压矢量转移至特殊位置,进而可以利用电压矢量变换后的两个分量的符号和大小判断其所在的扇区,无需进行其他数学运算;同时发现双边对称7段SVPWM三相占空比计算的特殊规律,将6个扇区分为3组,每组的2个扇区具有相同的运算规则,基于该发现提出简明扇区判据,只对矢量所属的组别进行判定,由判据结果可以直接获得三相占空比,进一步简化算法,减少了运算量和程序代码长度。通过仿真对算法的可行性进行了验证,同时在以DSP为控制核心的永磁电机实验平台上进行了实验。实验表明,在浮点DSP平台上快速SVPWM算法的运算速度提高了38%,同时减少了程序代码所占的存储空间,节省了45个字节的内存空间。
31-38

大型汽轮发电机环形引线汽堵故障分析

摘要:大型汽轮发电机定子环形引线在不当的安装操作下容易引发汽堵故障堵塞水路,造成引线损毁甚至引发停机事故。该文针对具体事故案例,基于计算流体力学方法,建立引线及其冷却水的流固耦合共轭传热仿真模型,计算两起事故外接连通管错误接法下环形引线及其冷却水的温度场,分析温度特征与水路堵塞程度之间的对应关系。计算及分析结果表明,外接连通管错接后冷却水流量过低是导致汽堵故障的直接原因,汽堵发生后约半小时通风不良处的引线开始熔断。在此基础上,提出严格按照说明安装水路水管及加装温度与流量监测装置的预防和改进措施。
39-44

永磁同步电机双率残差增广最小二乘参数辨识

摘要:针对永磁同步电机系统输入输出的本质多采样率特性,结合多项式变化技术,构建模型转换矩阵,推导出基于电流和电压的永磁同步电机双率采样数学模型,获得其扩展参数向量,并构建其回归模型,针对输入输出量中不可测干扰量采用残差估计,进而建立永磁同步电机双率残差增广最小二乘算法( DR-RELS),对其算法收敛性进行分析。仿真实验结果表明,DR-RELS算法对变换后的永磁同步电机双率采样数据模型参数估计一致收敛,同时噪声方差的大小影响该算法收敛效果。
45-51

长初级双边直线感应电机纵向动态端部效应第一部分:气隙磁场

摘要:为了研究纵向动态端部效应对长初级直线感应电机磁场和性能的影响,建立并求解了长初级直线感应电机考虑纵向动态端部效应时的一维时谐磁场方程,分别给出了基本行波、入端行波和出端行波气隙磁密的解析表达式,分析了3种行波磁场幅值、相位和波形的特性,以及端部效应行波对气隙磁场分布的影响,通过二维有限元数值计算验证了气隙磁密解析解的正确性。给出了衰减常数、半波长和波速等端部效应特征参数随品质因数的变化规律。分析结果表明,长初级与短初级结构的气隙磁场分布存在较大差异,当电机在高速运行时更为明显。调整电机设计参数以减小品质因数可以有效地削弱纵向动态端部效应,但这些方法也会降低电机的正常运行性能,在电机设计时应综合考虑。
52-59

基于卡尔曼滤波滑模变结构转子位置观测器的PMSM无差拍控制

摘要:针对永磁同步电机(表贴式永磁同步电机)无转速传感器矢量控制系统,设计了新的滑模观测器进行转子位置和转速的观测。在通常滑模电流观测器基础上,采用sigmoid函数代替常数切换函数在一定程度上减小了抖振,采用扩展卡尔曼滤波器代替常用低通滤波器,用锁相环技术完成了转速的提取。用李亚普诺夫稳定性定理证明了设计的滑模变结构观测器的渐进稳定性。提出在同步旋转轴系下的一种基于无差拍算法的永磁同步电机离散化电流预测控制方法以提高电机电流环的性能。通过实验验证了设计的滑模观测器和无差拍控制器有效性和可行性。
60-65

占空比调制的永磁同步电机直接转矩控制

摘要:针对如何确定占空比调制的永磁同步电机直接转矩控制的零矢量作用时间问题。根据电压矢量与电流转矩分量关系,分析了在不同转速下零矢量作用时电磁转矩的变化规律,引入占空比调制后低速区转矩脉动要小于中高速区转矩脉动。设计了基于占空比调制的永磁同步电机直接转矩控制系统,利用转矩偏差和定子磁链的偏差计算占空比,该方案易于实现,对电机参数误差不敏感。仿真和实验结果表明,该方法结构简单、鲁棒性强,能够明显改善低速性能。
66-71

基于支持向量机的开关磁阻电机转子位置在线建模

摘要:针对开关磁阻电机离线转子位置估计器在实际工程应用中可能存在预测精确度变差的问题,提出了一种基于近似支持向量回归机的在线转子位置预测模型。根据支持向量回归机在线建模的原理,充分考虑电机的实际运行状况,结合在线预测模型对收敛速度与预测精确度的要求,提出了基于灰色关联的加权分类近似支持向量回归机模型。该模型由于只需求解线性方程组,具有计算简单快速的优点。基于灰色关联度的在线动态训练样本集的选取由于考虑了样本的时间与空间特性,使得模型具有良好的泛化性。实验结果表明:只需较小的训练样本集,便可实现电机转子位置的准确估计。
72-78

初级绕组分段永磁直线电机段间推力优化控制

摘要:为克服初级绕组分段永磁同步直线电机( PWS-PMLSM)动子在定子段间运行中存在的推力波动,提高电机的动态响应能力,结合双逆变器交替供电模式提出了一种复合控制方法。利用有限元方法分析了动子出入定子段过程中各定子电磁参数的变化规律,从而建立了PWS-PMLSM的数学模型。依据电机模型,分析了段间推力波动产生的机理,提出了定子段间电流同步跟踪策略来减小各段间电流差异,但此方法依赖于极高的电流响应速度,因此又结合改进的PWM预测控制方法来提高电流调节速度,实现段间电流同步控制。段间电流同步跟踪结合改进PWM电流预测控制方法可以有效抑制PWS-PMLSM段间推力波动,提高系统动态性能。对所提算法进行了仿真和实验验证,并取得了良好的效果。
79-87

大功率随动试验台多永磁同步电机同步控制

摘要:针对大功率随动试验台中多台永磁同步电机的同步控制问题,同时考虑试验台开放性的要求,提出相邻交叉耦合结构与滑模变结构控制相结合的同步控制策略。结合试验台的机械结构特点,分析比较相邻交叉耦合结构与偏差耦合结构。根据多电机同步系统中同步误差与跟踪误差的控制要求,建立永磁同步电机的状态空间模型,进一步给出多电机同步滑模控制器的设计方法。分析了所设计的同步控制系统的鲁棒性。仿真结果表明,相邻交叉耦合结构与变结构算法相结合的系统其同步误差小于传统的偏差耦合结构与PID算法相结合的系统,受干扰影响变小。对于多永磁同步电机同步系统,相邻交叉耦合结合滑模变结构的控制策略在改善同步性能的同时,增强系统的鲁棒性,简化系统结构,并增强系统的开放性。
88-95

电液伺服驱动的连铸结晶器位移系统反步滑模控制

摘要:针对电液伺服驱动的连铸结晶器位移系统存在的状态不可测、参数不确定性及外部扰动问题,提出一种基于状态观测器的反步滑模控制方法。该方法采用比例积分状态观测器实现对系统各状态的有效估计,并给出观测器增益矩阵的计算方法;然后采用反步与非奇异终端滑模相结合的控制方法设计控制器,避免了传统终端滑模带来的奇异问题,同时引入一类类势能函数,提高了系统的收敛速度与稳态精确度,最后通过Lyapunov稳定性判定法证明了系统的稳定性。仿真结果表明,该方法所设计的控制器能够有效地实现连铸结晶器位移系统的准确跟踪控制,增强了系统的鲁棒性。
96-101

统一电能质量控制器并联侧的改进双滞环电流控制策略研究

摘要:为提高统一电能质量控制器的电流控制策略水平,提出了一种基于最优电压空间矢量的有源电力滤波器双滞环电流控制方法。该方法先利用常规双滞环控制法,以参考电压矢量的空间分布和误差电流矢量的越界情况及所在区域为依据,给出最佳电压矢量输出,以快速控制相间误差电流。虽然该方法能保证了系统暂态过程中的响应速度,也显著降低了开关频率,但误差电流在内环时逆变器不动作导致统一电能质量控制器的补偿精确度有所降低。针对此问题,将自抗扰控制方法引入误差电流内环控制上,它将内环时系统内部模型的不确定性与系统的外部不确定性统一视为系统的未知干扰,通过扩张状态观测器来估计,然后利用非线性反馈控制律进行补偿,最后利用混沌粒子群优化算法对各个参数进行优化。该方法不需要精确地测量谐波,并且对于不同的典型负载、负荷侧电流大小和相位的变化都有很强的适应性, Matlab软件仿真和采用DSP硬件实验结果验证了所提出的电流控制方法的动静态性能和鲁棒性良好。
102-110

电池SOC的自适应平方根无极卡尔曼滤波估计算法

摘要:针对利用平方根无极卡尔曼算法估算电池SOC时,因噪声协方差为常量带来的误差,在平方根无极卡尔曼滤波( SR-UKF)算法的基础,改进了算法,把每次测量的输出值残差的协方差作为噪声的协方差,得到自适应平方根无极卡尔曼滤波算法,使得噪声协方差随时间的更新而更新,解决了噪声协方差为常量带来的误差。实验表明,利用自适应平方根无极卡尔曼滤波算法对在常温下电池放电过程的SOC估计,精确度在总体上得到了提高,在电池工作区间0.2≤YSOC≤0.9内估计误差在1.5%以内。自适应平方根无极卡尔曼滤波算法对电池常温放电过程的SOC估计能满足电动汽车电池SOC估计的实际要求。
111-116

《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》(EI Compendex)收录期刊,现为月刊。
F0002-F0002