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09期杂志 文档列表

基于特高频谱图统计参量的局部放电定位方法研究

摘要:针对基于时间差的特高频局部放电定位中时间差求解困难的问题,引入了一种新的不基于时间差的特高频局部放电定位方法。通过建立变压器局部放电模型和实验系统,在获得了不同检测距离下两种典型局部放电特高频谱图数据的基础上,根据特高频谱图统计参量与传播距离间的关系,采用多元非线性回归的方法,建立了检测距离与统计参量间的函数关系,从而可以将在未知距离测量得到统计参量代入函数计算得到检测距离。通过实验数据检验,该方法计算得到的检测距离精度小于40 cm。
1-8

永磁同步电机直接转矩控制高速运行范围拓宽

摘要:为拓宽直接转矩控制(direct torque control,DTC)方式下永磁同步电机(permanent magnet synchronous motors,PMSM)系统的高速运行范围,系统地分析了PMSM系统在最大转矩电流比、恒功率转速比和最大转矩电压比3种运行方式下的特点。根据DTC稳定运行要求,提出了基于转矩角限幅的空间矢量调制(space vector modulation,SVM)-DTC方法,拓宽了PMSM的高速稳定运行范围。其次利用定子磁链定向两相同步旋转坐标系下PMSM的数学模型,提出了基于改进转矩给定的DTC方法。仿真研究表明,改进方法均保留了DTC固有的动态性能优异、计算方便等优点,均可拓宽PMSM的高速运行范围。其中,基于改进转矩给定的DTC方法可使电机在同时满足电流和电压限幅的状态下实现高速稳定运行,性能更优。
9-16

DC/DC开关电源对低压差分信号线干扰模型研究

摘要:针对某一高密度印制电路板中,在板DC/DC Buck开关电源经电源分配网络对邻近低压差分信号线造成干扰的现象进行建模分析和量化研究,以指导和改善印制电路板的布局和布线设计。在实测和分析该现象干扰源特征、干扰耦合机理的基础上,建立起同步Buck变换器干扰源的电路预测模型,并基于有限时域积分方法提取出12V电源分配网络与低压差分信号线间的干扰耦合通道的PEEC高频电路模型。利用上述两模型,实现了低压差分信号线所受尖峰干扰的准确预测。基于上述耦合通道模型,仿真研究了电源分配网络与低压差分信号线间距离、平行长度等因素对耦合强弱的影响,并提出若干改善设计措施。
17-22

一种改善PMSM动态性能的弱磁策略

摘要:针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motors,PMSM)在弱磁区电动工况下运行时动态性能不理想的问题,依据PMSM弱磁理论,研究了dq轴电流调节器对弱磁动态性能的影响,提出一种改善PMSM动态性能的弱磁策略。弱磁电流由q轴电流误差积分器和电压调节器共同作用获得。仿真和实验结果表明该策略抑制了q轴电流调节器的不利影响,改善了PMSM在弱磁区电动工况下的动态性能,同时具有抗积分饱和及弱磁控制的双重功能。
23-29

50kW永磁同步电机内流体流动特性数值研究

摘要:为了阐明中小型永磁同步电机内、外冷却介质流动特性,本文以一台50kW表贴式永磁同步电机为例,基于计算流体力学(CFD)以及传热传质学基本理论,根据共轭传热原理,建立较为细致的三维流动与传热的物理模型。应用有限体积元法,对变频供电情况下的永磁同步驱动电机内温度场及流体场进行了数值计算,通过与实验数据的对比分析,验证了其计算结果的准确性以及求解方法的合理性,最后,对电机外部机壳及内部定、转子域内冷却介质的流体流动特性、传热特性以及运动迹线等进行分析,揭示了中小型永磁同步电机冷却介质性能变化规律。
30-36

电磁机械同步共振无接触传能与转换方法研究

摘要:基于电磁耦合谐振式无线电能传输技术,为电能-机械能的无线传输、转换和控制提供途径,从而为不易拖带电线的微型机器人等用电机构的供能提供便利。建立漏感等效电路并分析了系统整体性能,然后针对超磁致伸缩材料特性建立了电、磁、机械(力)场路耦合模型,并得出系统整体传递函数。实验制作了电磁-机械同步共振系统样机,其测量结果表明由示波器监测的励磁电压频率与通过上位机采集的磁致伸缩棒振动频率一致,同时实现了在间距为30 cm频率为10.07 kHz时电能-机械能的同步转换。
37-41

单相电压型并网变换器功率预测控制

摘要:将功率预测控制思想用于单相电压型并网变换器,通过二阶广义积分构造与电网电压、电流正交的虚拟电压、电流分量来形成αβ坐标系下的两相系统。建立了单相并网变换器在两相静止和两相旋转坐标系下的数学模型。推导和分析了在旋转坐标系下的瞬时功率模型。利用此瞬时功率模型来预测单相并网变换器的控制电压进而产生触发脉冲控制变换器。该策略具有控制系统结构简单、开关频率固定、无需整定控制器参数、功率响应速度快、实现功率解耦控制的特点。1kW样机的实验结果表明了方案的正确性和可行性。
42-48

油纸绝缘变压器非标准极化谱的仿真研究

摘要:针对含有局部峰值的非标准回复电压极化谱的还未能明确的诊断变压器绝缘状态,依据时域介质响应理论,结合现场回复电压测量数据,将扩展徳拜模型引入介质响应等值电路,建立变压器油纸绝缘系统等值电路模型。对非标准极化谱进行仿真分析,建立非标准极化谱与等值模型参数之间的关系。仿真结果表明,各时间常数支路的变化可使极化谱产生局部峰值,而且极化谱前端的局部峰值能反映变压器绝缘油的状态情况,同时试验研究结果证明仿真结论是有效的,弥补依据非标准极化谱进行绝缘诊断的空缺。
49-53

基于气隙磁通边缘效应的轴向混合磁轴承承载力解析计算

摘要:为了研究单自由度轴向混合磁轴承轴向主动悬浮和径向被动悬浮的特性,对提出了基于气隙磁通边缘效应的磁轴承承载力解析计算方法。首先建立了轴向混合磁轴承基于气隙磁通边缘效应的磁路模型,利用分割磁场法推导各部分磁通管的磁导,根据其串并联关系,得到磁路的总磁导,由虚位移法推导了轴向力和径向力的解析表达,得到了轴向力与径向力随轴向气隙和径向位移的变化关系,并分析了轴向力与径向力的耦合特性,为磁悬浮系统轴向和径向的解耦控制提供了理论依据。利用有限元方法对轴向力和径向力进行仿真计算,仿真结果与模型计算结果基本吻合。
54-59

无刷交流同步电机无位置传感器起动控制

摘要:针对无刷交流同步电机应用于飞机变频交流起动发电系统中作为起动机用存在的励磁和位置传感器问题,提出一种适用于无刷交流同步电机的无位置传感器起动控制技术。在分析单相交流励磁控制效果的基础上,结合无刷励磁同步电机工作原理,在起动初始,采用主电机感应电势法估计出转子初始位置;采用他控式加速方法,克服了无位置传感器无刷交流同步电机零速起动存在的问题;达到一定转速后,采用反电势过零点检测法获取转子位置信息,从而切换为自控式加速运行。通过实验样机验证了上述控制方法的可行性,实现了无刷交流同步电机全转速范围内的无位置传感器起动。
60-67

DFIG的SVM-IPC与SVM-DPC比较

摘要:为比较间接功率控制(indirect power control,IPC)和直接功率控制(direct power control,DPC)的控制特点,提出了双馈感应发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)的间接功率控制(IPC)和直接功率控制(DPC)策略。首先提出采用空间矢量调制(space vector modulation,SVM)的SVM-IPC策略,该策略通过对转子电流的直接控制间接实现对定子有功和无功功率的解耦控制;其次提出基于SVM的SVM-DPC策略,该策略不通过电流控制环节,直接实现定子有功功率和无功功率的解耦控制。分析结果表明,SVM-IPC具有良好的稳态性能,但动态响应能力取决于PI参数的优化程度;SVM-DPC不仅稳态性能好,而且具有快速的动态响应能力。实验结果验证了提出策略的可行性和正确性。
68-73

求解时步有限元系统方程的改进非线性算法

摘要:针对在利用向后欧拉法求解时步有限元系统方程的非线性迭代中存在的数值误差使有限元后处理物理量的结果中出现很大噪声尖峰的问题,提出了一种能控制离散变量数值误差和后处理物理量噪声尖峰的改进算法。首先对电磁设备瞬态运行时步有限元系统方程的矩阵形式进行变形处理,推导了系统方程的新系数矩阵和非线性迭代的递归公式,以及非线性迭代误差估计的计算公式。然后,将改进的算法用于仿真计算一台感应电动机瞬态运行的反电动势和涡流损耗,对两种算法计算结果的对比分析,显示改进算法能显著地消除反电动势和涡流损耗中的噪声尖峰信号。
74-79

有限长迭代学习控制及在扫描光刻中的应用

摘要:提出一种有限长迭代学习控制策略,用来减小扫描光刻系统的预扫描时间。首先给出扫描光刻系统的结构和扫描轨迹,并提取系统在扫描方向的运动控制模型;其次通过闭环整定得到系统的脉冲响应系数,并基于名义系统的优化指标进行离线运算,得到非因果迭代学习控制律的学习系数。为减小迭代学习控制律对扫描周期的依赖性,以学习矩阵的主对角线为中心,提取截短的有效学习系数,构成有限长脉冲响应学习控制律。此外还给出了有限长学习控制律的收敛性证明,并对学习控制律的鲁棒性进行了讨论。最后将上述方法应用于扫描光刻实验平台,实验结果表明:有限长迭代学习控制律可以有效地减小扫描光刻系统的预扫描时间。
80-86

三相有源电力滤波器滑模解耦控制方法研究

摘要:针对电网中存在的大量谐波给电网和其他设备造成危害的问题,根据直流侧电压的变化远小于电流的变化的特点,把直流侧电压作为常量,将模型化简为只有电流作为状态变量,采用渐近率的方法设计滑模函数,得到解耦的有源电力滤波器滑模控制模型,并从理论上证明其稳定。考虑到直流侧电压的波动主要来源于有源电力滤波器与电网的能量交换,以直流侧电压偏差及偏差变化率作为输入条件,采用PI调节器来控制直流侧电压,输出基波有功分量,来补偿解耦有源电力滤波器滑模控制模型输出的补偿电流量。实验结果表明,本方法不仅能够保证系统稳定,而且在负载发生突然变化时保证控制方法的鲁棒性。
87-92

板材心理感知颜色在线模糊分类器设计

摘要:为实现板材颜色的在线快速分类,解决深色珍贵木材难以识别的问题,建立一种基于模糊逻辑的颜色心理感知与物理量相关联的分类方法。以一种新的HSV颜色空间改进量化方法为基础,提取H、S分量特征值。再由语言值模糊化推理得到隶属度函数,选择Mamdani算法为模糊推理方法,以MIN-MAX-重心法进行解模糊,最后得到模糊规则查询表。模糊分类器对含9类树种、样本容量为1 000的一组板材进行分类。总体分类结果正确率为98.40%,平均处理速度约为每个样本40 ms。模糊分类器能够匹配工业相机的采集速度和传送带速度,可以实现在线分选,很好地克服深色纹理干扰,正确区分深红色板材与深色纹理板材。
93-98

LED照明用驱动电源性能可靠性评估

摘要:针对LED(light emitting diode)驱动电源输出特性波动,以及退化过程的随机性问题,提出一种基于Wiener过程的性能可靠性评估方法。该方法以温度为加速应力,通过在40℃、60℃和80℃3个不同温度应力条件下进行加速退化试验,来测得输出电流随时间的退化量。之后,根据退化数据,建立基于Wiener过程的加速退化模型,并采用极大似然估计方法对模型参数进行估计。最后,根据输出电流退化失效首达时间,推导了失效分布函数和可靠度函数,实现了对LED驱动电源在不同温度下可靠性的评估。结果表明,该方法简单实用,可以满足快速可靠性评估的工程需求。
99-104

基于终端滑模负载观测器的永磁同步电机位置系统反步控制

摘要:针对永磁同步电机位置控制系统存在负载扰动情况下的控制精度低,响应速度慢的问题,提出了一种基于终端滑模负载观测器的反步控制方法。设计了基于非奇异终端滑模的负载观测器,使观测误差在有限时间内收敛,并将观测值动态补偿到控制器中,提高了系统的控制精度;基于非奇异终端滑模和反步法设计位置控制器,提高了系统状态的收敛速度,增强了系统的鲁棒性,通过Lyapunov稳定性判定法证明了系统的稳定性。仿真结果表明,设计的终端滑模负载观测器能够快速、准确地估计出负载转矩,位置控制器能有效实现系统位置的渐近跟踪。
105-111

基于瞬时无功功率感应电机转子断条故障诊断研究

摘要:在基于定子电流信号进行异步电机故障诊断时,转子断条故障特征频率分量常常被电流的基频分量淹没。针对这种情况,本文提出一种新型的基于瞬时无功功率的转子断条故障诊断方法。该方法首先对定子电压和电流进行Hilbert变换,然后在此基础上构建瞬时无功功率。通过对无功功率进行频谱分析,选取特征频率2ksf作为转子断条的故障诊断判据。同时定义一个新的故障严重程度系数,对感应电机转子故障严重程度进行判别。实验结果表明该方法能有效进行转子断条故障诊断。与传统的Hilbert模量方法和瞬时功率方法相比,该方法因没有交叉项而频谱简单;只需采集单相电流,不需要进行坐标变换,简化了硬件和软件,节省计算时间。
112-116