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12期杂志 文档列表

三电平直流变流器的参数自适应非线性控制

摘要:为研究一种三电平中频链直流变流器的控制器,以内模状态变量作为反馈量,建立传统的电压电流双闭环PI稳压控制器。通过分析和试验表明,传统的固定参数PI控制器难以同时满足变流器不同模式下的动、静态性能。因此提出一种电压电流双闭环PI参数自适应非线性稳压控制策略,将系统分为动态、电流连续模式稳态和电流断续模式稳态等几种模态,不同状态之间切换时,按照相应的自适应变化规律,实时调整控制器的PI参数,以获取较优的输出特性。并且基于Lyapunov稳定性理论证明了该控制器的稳定性。最后,实验验证了控制器的良好动静态性能,动态最大电压跌落小于13%,稳态电压纹波小于4%。
1-9

一种交错并联高升压DC/DC变换器

摘要:针对燃料电池应用系统中电池输出电压低的问题,提出一种具备高增益升压能力的非隔离型DC/DC变换器,该变换器通过在传统Boost三端口网络中串入由二极管和电容构建的DCM(diode-capacitor multiplier,DCM)升压单元来提高其输入输出增益。理论分析和实验结果表明,该变换器在提高输入输出增益的同时还具备以下优点:(1)开关器件电压应力低,可以选择更低导通电阻的开关管提高变换器工作效率;(2)所有二极管的电流电压应力均相等,有利于散热器设计;(3)输入输出增益可以通过DCM单元数来调节,方便根据输入输出工况做出合适的调整;(4)交错并联的输入形式,更适合于大电流输入的应用场合;(5)两相输入电流可以实现自动均流,控制方便。
10-16

非正交坐标系下双三相感应电机SVPWM控制策略

摘要:针对传统双三相电机空间矢量脉冲宽度调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)算法中含有大量的三角函数和求根运算,且电机定子电流谐波含量大的问题。结合双三相电机的矢量分类技术,在120°的非正交坐标系下提出了一种双三相感应电机的空间矢量脉冲宽度调制算法。判断三相给定电压信号的最大值和最小值,通过总结规律,可直接求得各相开关的切换时刻,无须进行扇区和基本电压矢量作用时间的计算。对仿真和实验结果的分析表明,与传统双三相SVPWM算法相比,所提出的双三相感应电机SVPWM算法可以有效抑制电机定子电流谐波的同时,大大缩短算法执行时间。定子电流谐波的抑制可提高电机控制性能,算法执行时间的缩短将为处理器节约资源。
17-23

求解特定消谐逆变器开关角度的完备算法

摘要:数值算法和智能算法在求解特定消谐方程组时存在诸多局限,例如初值选取困难,只能得到局部最优解等。针对此问题,提出一种基于groebner基的完备算法。首先将消谐方程组转化为多项式方程组,再通过计算此多项式方程组在纯字典序下的约化groebner基将其化为三角列,最后通过逐次的代入求解并结合约束条件完成对消谐方程组的求解。此方法的优点是无需给定初值且能够求出方程组的所有解,进而得到全局最优解,对于开关点数小于9的单相逆变器和开关点数小于6的三相逆变器都能快速有效求解。仿真结果验证了该方法所求开关角度的有效性。
24-30

一种永磁式感应热机的损耗及传热分析

摘要:为了能够准确快速的估算永磁式感应热机的热功率大小,针对该热机的结构特点,为其建立定子导体的涡流损耗解析模型。该解析模型基于库伦定律、洛伦兹力定律等基本电磁场理论,以热功率与转速关系为设计目标,给出设计参数与设计目标之间的明确关系,并在分析过程中考虑了趋肤效应的影响,增加其适用的转速范围。以定子涡流损耗为热源,根据热机内流体流动与传热的特点,建立了定子传热管道系统的三维流场与温度场的物理模型和数学模型,采用有限体积法准确的计算出定子传热管道系统的流场速度及温度分布。涡流损耗解析模型估算结果与有限元计算结果对比,证实该解析模型能够快速并准确的预测出低转速范围内热功率随转速变化的关系。热机的涡流损耗计算与传热分析可为其结构设计及优化提供重要参考与依据。
31-36

三相光伏并网逆变器dq旋转坐标系下无差拍功率控制

摘要:根据三相光伏并网逆变器dq旋转坐标系下数学模型,推导了三相光伏逆变器输出有功功率、无功功率和电网电压、逆变器输出电压、电流之间关系。提出基于空间矢量调制的无差拍功率控制策略,实现三相光伏并网逆器有功功率、无功功率的快速跟踪和解耦控制,输出三相电流波形正弦度好,有功功率和无功功率波动小,且输出频率固定,有利于滤波电感的设计。在一台12 k W样机上进行了实验验证,实验结果表明三相光伏并网逆变器具有良好的静、动态特性,无差拍功率控制策略正确可行。
37-43

多自由度超声电机驱动电路研究

摘要:针对多自由度超声电机应用于X-Y工作平台相对复杂的逻辑电路控制要求,提出模拟式与数字式两种驱动电路解决方案,分别从信号输出原理、逻辑控制策略及并联谐振匹配方面对比研究了各自方案的特点,并在此基础上着重讨论了并联谐振匹配各参数对电路效率的影响。研究结果表明,一方面方波占空比D对抑制谐波分量,减少输入电流起着关键作用;另一方面采用数字式驱动方案,电路逻辑控制简单,易于实现快速切换,方便控制电机在平台上做复杂轨迹运动,为多自由度超声电机的推广应用提供有价值的参考依据。
44-49

感应耦合电能传输系统软开关死区时间优化

摘要:谐振网络为感性并且合理设置逆变器的死区时间能够保证感应耦合电能传输系统的软开关运行。针对死区时间设置问题展开研究提出一种在全负载和全频率范围内实现软开关的死区时间优化设计方法。首先,建立感应耦合电能传输系统系统数学模型,简述其工作原理。其次,详细分析功率场效应管开关过程中其结电容的充放电过程以及体二极管的续流过程。研究表明最优死区时间应该介于结电容放电完毕之后和体二极管续流结束之前。然后,讨论死区时间的优化设计方法。最后,对一台57W的感应耦合电能传输系统实验样机进行死区时间优化设计。实验结果表明,基于此设计方法感应耦合电能传输系统的功率场效应管能够实现软开关。
50-56

三相APF切换和空间电压矢量联合控制方法

摘要:首先,建立三相APF切换仿射线性系统的模型。然后,根据三相电源电压的空间电压矢量图及波形图,将三相电源电压分成6个扇区。再根据凸组合稳定条件,在每个扇区内设定满足系统二次稳定的切换子系统的组合,并为系统选取共同的李亚普诺夫(Lyapunov)函数,根据切换系统稳定性理论,在这些切换子系统的组合中选取使得Lyapunov函数导数最小的子系统。最后,仿真分析和实验结果证明了所提出方法的可行性。
57-63

并联逆变器馈电PMSM调速系统谐波和环流控制

摘要:针对大功率场合下并联逆变器馈电永磁同步电机(PMSM)调速系统中存在的环流问题和电机电流谐波性能差的问题,提出一种并联逆变器馈电永磁同步电机控制策略来协调控制不同并联逆变器模块实现电机总电流波形优化,并有效地抑制并联逆变器模块间环流。分析并联逆变器馈电PMSM调速系统的电路结构及并联逆变器环流的等效电路模型,提出针对并联逆变器PMSM调速系统的移相空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术和随机SVPWM技术,并通过在SVPWM中动态分配零矢量作用时间来抑制各逆变器模块间的环流。仿真和实验结果均验证了所提出的控制策略的有效性,采用移相SVPWM和随机SVPWM策略可改善电机电流的谐波性能,采用环流抑制环节后可以有效地消除电路中的环流。
64-71

一种组合型中点SPWM采样方法的研究

摘要:提出一种组合型中点不对称规则采样法,只需在三角载波的波峰(或波谷)进行采样,利用数学中线性组合的原理构造出波谷(或波峰)的"采样点",再根据二分法的原理求得SPWM波开关点的时刻值。详细阐述了该方法的基本理论,并得出产生SPWM波开关点的运算方程。理论分析与仿真研究表明,与传统的规则采样法相比,该方法的SPWM算法更简单,采样点更少,开关点时刻值的误差和负载电流THD更小,且输出的基波幅值更大。所以,该方法对传统的规则采样法进行了优化,更加逼近了自然采样法的调制效果,易于在DSP上实现,并且运算速度快,具有良好的工程应用价值。
72-78

纳米碳化硅改性纸板的介电特性与电场均化分析

摘要:针对换流变压器绝缘结构中直流电场分布不均的问题,通过纳米掺杂手段制备出碳化硅(Si C)改性绝缘纸板,研究了不同纳米掺杂比例对改性绝缘纸板介电参数的影响,以及改性绝缘纸板介电参数随电场强度的变化规律,并通过仿真手段验证了改性绝缘纸板对油纸绝缘电场分布的均化作用。试验结果表明:纳米掺杂可改变绝缘纸板的电导率,但对其相对介电常数影响不大,随纳米碳化硅掺杂比例的提高,改性绝缘纸板的电导率呈指数增加;在较低纳米掺杂比例下,电场强度对改性纸板电导率的影响较小,而随着纳米掺杂比例的提高,其电导率随电场强度的增大呈指数增加,表现出明显的非线性特性。仿真结果表明:利用改性纸板的非线性变化特性,可很好地均化直流电压作用下油纸绝缘的电场分布。
79-84

一种高性能感应电机无速度传感器矢量控制策略

摘要:针对传统感应电机电压模型磁链估计算法存在积分初值问题与直流漂移问题,提出了一种改进型磁链估计算法,采用带通滤波器代替纯积分环节,并加入带有自适应磁链幅值估计器的补偿环节来补偿带通滤波器所引入的磁链幅值和相位误差。对该算法所需的各个参数的影响进行了深入研究,给出了参数的选择方法。结合一种简单实用的转速估计方法,提出了一种新型高性能感应电机无速度传感器矢量控制策略。仿真和实验结果表明,该控制策略动态和稳态性能良好,在宽调速范围内有效地解决了定子反电动势积分时存在的积分初值问题与直流漂移问题。
85-94

驻波超声电机摩擦材料ABAQUS特性仿真计算与研究

摘要:研究了弯纵复合振动驻波振子的振动方程,由纵弯振动方程推导出触头作椭圆运动规律,并进行运动状态分析。提出利用高频转动的椭圆振子代替纵弯振动触头的模拟思路,给出了等同性原理的证明。利用ABAQUS有限元软件对三种驱动模型,各向同性和各向异性两类材料,对不同预压力下的空载速度、阻力和负载特性进行了计算分析,得出在纵向弹性模量相同的情况下,水平弹性模量大的各向异性材料的使用性能更优越。
95-101

仿人机器人混联灵巧手臂设计及运动学逆解研究

摘要:以在轨服务仿人灵巧机械臂为研究背景,提出一种混联结构的仿人机器人灵巧手臂,并研究了具有自然姿态的运动学逆解方法。采用2-DOF球面并联机构前后串联转动低副的混联结构布置传动链,力图在载荷质量比、刚度及灵巧性上取得更好的性能。根据结构特点推导了正运动学解析解,并利用神经生理学感知运动模型联合在线PD补偿方法获得符合人类手臂自然姿态的逆运动学最优解。进行了轨迹跟踪仿真与手臂伸出定位试验,试验过程中机械臂样机近似保持着人类手臂的自然姿态,结果验证了运动学分析及所提方案的有效性与工程适用性。
102-107

基于复合积分滑模的永磁同步电机硬件在环位置控制

摘要:为了提高永磁同步电机位置控制系统在启动阶段位置响应的快速性以及负载扰动时位置响应的鲁棒性,基于分数阶微积分理论,引入状态变量的分数阶积分项,提出一种非线性复合积分滑模面,设计了相应的复合积分滑模控制器,并通过Lyapunov定理证明其稳定性。采用线性二次型调节器方法设计了控制器的参数,并在基于SIMULINK/QuaRC的PMSM硬件在环实时控制系统中,对所提控制算法做了性能测试与对比试验。实验结果表明,所提方法在位置响应的快速性以及对负载扰动的抑制能力方面,优于传统整数阶积分滑模控制方法。
108-114

用离散到达条件提升变结构滤波器性能

摘要:基于传统到达条件的变结构滤波器稳定性已经得到证明,但是已有的研究还没有推导出能保证一定收敛速度的矫正增益。通过引入离散线性到达条件和离散积分到达条件来保证滤波器的收敛速度。由于变结构滤波器是基于模型的,系统噪声会引入状态估计的稳态误差,离散积分到达条件可以消除稳态误差。测量噪声会对状态估计性能带来较大影响。将均值滤波和离散线性到达条件相结合,推导出可以抑制测量噪声影响的矫正增益。应用一种带系统噪声和测量噪声的线性系统来对经过改进的滤波器进行仿真。仿真结果验证了所提方法的有效性。
115-120

《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