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基于电流滑模控制策略的五相感应电机指数响应电子变极技术 Article

Jia-qiang YANG, Rong-sen YIN, Xiao-jun ZHANG, Jin HUANG

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第8期页码 1151-1166 doi: 10.1631/FITEE.1601728

摘要：现有电子变极技术可以拓宽多相感应电机系统的恒功率调速范围，但是会带来转矩脉动和转速波动。为减小电机在变极过程中的转矩脉动和转速波动，本文研究了基于电流滑模控制策略的五相感应电机指数响应电子变极技术。本技术采用双平面（d1-q1和d2-q2）矢量控制策略，使五相感应电机可以在不同的极对数模式下运行。电流滑模控制器取代了传统的PI控制器，以调节电流矢量，并且电流指数响应可以实现d1-q1和d2-q2平面之间平滑的切换。同基于PI控制的阶跃响应电子变极技术相比，本文提出的方法极大地减小了感应电机在电子变极过程中的转矩脉动和速度波动。实验结果证明了本文所提出方法的有效性。

关键词：五相感应电机；电子变极；滑模控制；指数响应；转矩脉动减小

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基于无速度传感器直接转矩控制自抗扰交流调速研究

戴巨川, 吴新开,文丽

《中国工程科学》 2009年第11卷第4期页码 91-95

摘要：

在感应电机直接转矩控制(DTC)调速系统中，常规PID速度调节器在电机受到扰动的情况下，需要花费较长时间才能使电机恢复到稳态值。为此，将一种新型的自抗扰控制器(ADRC)引入感应电机直接转矩控制调速系统中，设计速度ADRC调节器代替PID调节器，基于模型参考自适应控制（MRAS）方法设计速度观测器。对比分析了PID与ADRC两种方案下无速度传感器直接转矩控制交流调速系统性能。仿真试验结果表明，采用ADRC后，系统动态响应更快，抗扰动能力更强，在电机参数摄动的情况下，电机运行速度与指令速度偏差更小。

关键词：直接转矩控制自抗扰控制速度观测器无速度传感器感应电机

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单边直线感应电机纵向边缘效应的研究

徐伟,孙广生

《中国工程科学》 2007年第9卷第3期页码 21-27

摘要：

单边直线感应电机（SLIM）因结构简单牢固，直接产生前进的电磁推力，在交通中得到广泛应用。边缘效应和涡流大小对直线电机气隙磁链产生重要影响，造成气隙有效磁通和牵引力系数降低。探讨直线电机工作特点，得到了电机d－q轴等效电路，通过d轴互感和电阻变化来实时反应第二纵向边缘效应和次级涡流的影响。结合旋转电机转子磁场矢量控制方法，建立了对应的SLIM控制方程。采用转子磁链、速度和电流三个调节器，提出了uds，uqs，iqs实时在线解耦补偿控制方法，对SLIM的推力、d－q轴电压、d－q轴磁链等进行调节和控制，对d轴互感大小进行限制。结果表明，该方法在电机速度突变时减小了力矩脉动，定子电流过渡平滑，速度平稳，改善了SLIM的运行性能，为电机实际运行分析提供了理论依据。

关键词：单边直线感应电机转子磁场定向控制边缘效应解耦补偿

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单边直线感应电机等效电路参数研究

徐伟,孙广生

《中国工程科学》 2008年第10卷第8期页码 76-80

摘要：

单边直线感应电机（SLIM）相对于旋转感应电机（RIM）存在气隙大、边缘效应等，若采用RIM开路和短路试验方法，会给参数测量带来较大误差。文章提出的一种适合SLIM参数测定的新型方案，只需测量电机输入端的总功率、相电压、相电流和频率4个量，即可计算出初级电阻、初级漏感、次级电阻、次级漏感、气隙电感和铁损电阻。电机的特性分析表明，该方法真实有效，具有一定的参考价值。

关键词：单边直线感应电机开路试验短路试验参数测量等效电路

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一种用于交流永磁同步电机位置控制的带有扩展状态观测器的快速积分滑模控制器 Research Articles

姜俊峰1,2,周晓军1,2,赵维3,李伟3,张文东4

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年第21卷第8期页码 1119-1266 doi: 10.1631/FITEE.1900298

摘要：交流永磁同步电机在位置控制中得到广泛应用。然而由于内部不确定性和外部载荷干扰，其性能经常不能满足需求。为提高交流永磁同步电机系统的控制性能，提出一种具有快速响应能力和强鲁棒性的方法。首先，设计一个改进的积分终端滑模控制器，该控制器具有快速滑模面和连续的趋近律。然后采用扩展状态观测器测量内部和外部扰动，从而用前馈补偿方式抵消干扰。与其他滑模控制算法相比，该方法响应快速，并具更强的鲁棒性抵抗系统干扰。同时，控制系统位置跟踪误差能在有限时间内收敛至0。仿真和实验结果表明，该方法具有快速响应和强鲁棒性，并保证高精度控制。

关键词：交流永磁同步电机；滑模控制器；扩张状态观测器；鲁棒控制；运动控制

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基于改进级联观测器的永磁同步电机智能分数阶积分滑模控制 Research Articles

肖玲斐1,2,马磊明3,黄欣浩1

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第2期页码 328-338 doi: 10.1631/FITEE.2000317

摘要：提出一种基于改进级联观测器的智能分数阶积分滑模控制（FOISMC）策略。首先，针对永磁同步电机设计了分数阶积分滑模控制器，该控制器有良好跟踪性能，具有强鲁棒性，且能有效削弱抖振。所设计级联观测器结合了自适应滑模观测器和扩展高增益观测器。此外，利用改进的变速灰狼优化算法优化控制器参数。最后，在综合考虑模型不确定性和外部干扰的情况下，通过仿真和实验验证了所提策略的有效性。

关键词：永磁同步电机；分数阶积分滑模；优化算法；无传感器控制；观测器

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有定子径向通风孔的大型永磁同步发电机的转矩特性 Article

He HAO,Wei-zhong FEI,Dong-min MIAO,Meng-jia JIN,Jian-xin SHEN

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年第17卷第8期页码 814-824 doi: 10.1631/FITEE.1500238

摘要：在此文章中，我们研究了应用于海上风电且定子具有径向通风孔的大型低速直驱型永磁同步发电机的转矩特性。首先在二维有限元分析（FEA）下保持相同的定子结构，通过对磁体形状优化设计改善永磁同步发电机的转矩特性。转子分段斜极技术用于抑制机械容差和缺陷的影响，并进一步提高了电机的转矩特性。全面的三维有限元分析是用来准确地评估定子径向通风孔和转子分段斜极对电机转矩特性的总体影响。通过综合的三维有限元分析，我们发现定子具有径向通风孔对转矩特性的影响，例如电机在转子采用和不采用分段斜极技术在转矩脉动和平均扭矩的特性。结果表明，定子具有径向通风孔时不仅会降低电机的平均转矩也会增加转矩脉动。此外，当电机在某些负载情况下，具有分段斜极转子的电机尽管齿槽转矩会减少但是转矩脉动反而可能增加。

关键词：永磁同步发电机；径向通风孔；转矩脉动；分段斜极；磁体形状优化；有限元分析；风电

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基于滑模控制的可拓控制器设计

陈珍源,翁庆昌

《中国工程科学》 2001年第3卷第9期页码 48-51

摘要：

根据滑模控制概念，提出一种新的可拓控制器。在控制策略设计上分为两个部分，第一个部分是根据系统已知部分设计滑模控制的等效控制，另一部分为鲁棒控制以解决系统的不确定性因素及外部干扰问题。首先，构造一基本可拓控制器，用所定可拓集的关联函数作为系统状态信息的评价指针，并在其中植入一组待调增益参数，经参数修正来综合滑模可拓控制的鲁棒控制（滑模的撞击控制），以保证系统的稳定性。最后以一个非线性控制系统的仿真为例来说明所设计的可拓控制器的控制性能。

关键词：可拓集合可拓控制滑模控制系统稳定性

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斜井全断面变径滑模新工艺——在三峡工程永久船闸地下输水系统斜井砼施工中的应用

周宇,钱兴喜,樊启祥,廖建新

《中国工程科学》 2002年第4卷第9期页码 81-85

摘要：

文章简要介绍了斜井全断面变径滑模结构、工作原理和主要技术性能指标。针对三峡工程永久船闸地下输水系统斜井具有数量多、长度短、体型复杂、边墙高度逐渐变化等特点。混凝土施工采用全断面变径滑模新工艺，斜井直段一次浇筑成型，洞身高度变化在滑升过程中自动完成，并收到显著的经济效益和社会效益。

关键词：三峡工程斜井砼施工全断面变径滑模

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一类非仿射离散非线性系统的直接自适应模糊滑模控制 Article

Xiao-yu ZHANG

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年第17卷第12期页码 1331-1343 doi: 10.1631/FITEE.1500318

摘要：针对非仿射离散非线性系统的带干扰轨迹跟踪问题，提出一种直接自适应模糊滑模控制设计。为了获得自适应特性及消除滑模控制抖振，通过使用一个动态模糊逻辑系统（Dynamic fuzzy logical system, DFLS）实现等价控制。DFLS的参数实行在线自调节。用Lyapunov分析方法验证了滑模控制的稳定性，结果表明，整个系统渐近稳定且具备自适应、消除抖振的特点。通过数值仿真和一个2自由度机械臂的应用设计仿真证明了所提出设计的良好性能。

关键词：非线性系统；离散系统；动态模糊逻辑系统；直接自适应；滑模控制

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非线性系统的高增益滑模输出跟踪

王新华,陈增强,袁著祉

《中国工程科学》 2004年第6卷第2期页码 38-43

摘要：并且利用在有限时间到达平衡点的连续滑动模态，设计一种连续形式的高增益滑模控制器，使得实际输出与参考输出的差渐近收敛到零。稳定性分析和仿真试验表明，该控制系统具有较强的鲁棒性和快速收敛性。

关键词：非线性系统外部动态内模动态滑模控制鲁棒性

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双轮铣槽机铣削系统自适应模糊积分滑模转速控制

Qi-yan Tian, Jian-hua Wei, Jin-hui Fang, Kai Guo,jhfang@zju.edu.cn

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年第17卷第1期页码 55-66 doi: 10.1631/FITEE.15a0160

摘要：在负载特性未知、扰动复杂的情况下，本文基于自适应模糊积分滑模（AFISMC）控制算法，实现对铣削系统铣轮转速的良好控制。本文针对以上难点，设计新型自适应模糊积分滑模转速控制器。方法：针对双轮铣槽机铣削系统的特性，提出一种基于自适应模糊积分滑模控制（AFISMC）的铣轮转速控制方案。该控制方案将自适应控制的参数自整定特性、积分滑模控制的鲁棒性以及模糊系统独立于数学模型的特性结合起来。通过自适应模糊系统对被控对象未知模型有效逼近，使用反步法对控制器进行设计，采用Lyapunov理论证明整个闭环系统（包括自适应模糊推理系统、积分滑模控制器和被控对象）的稳定性。实验结果表明AFISMC控制算法在跟踪和抗干扰方面均表现出良好的控制性能。

关键词：铣削系统；电液系统；铣削转速控制；自适应模糊积分滑模控制

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基于离散系统滑模控制的有限时间领导—跟随一致性 Research Article

宋睿卓1,2,邢适1,2,许镇3

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第7期页码 1057-1068 doi: 10.1631/FITEE.2100565

摘要：首先利用自适应滑模控制理论，设计了一种新的有限时间一致性方案。自适应控制律是在传统滑模趋近律基础上改进设计的，其优点是减少抖振并保持对干扰的不变性。

关键词：有限时间；领导—跟随一致性；自适应滑模控制；多智能体系统

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新型双馈变速凸极同步电机

宁玉泉

《中国工程科学》 2004年第6卷第12期页码 27-31

摘要：

提出一种新型双馈变速凸极同步电机，阐述了它的基本原理和结构，电机的转子采用分裂磁极和正交绕组, 结构简单、可靠。转子绕组由低频交流变频电源供电，使电机具有变速恒频的特性。

关键词：凸极同步电机变速恒频交流励磁双馈

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燃气轮机燃烧室效率模化试验中压力指数的研究

杨锐,王应时

《中国工程科学》 2003年第5卷第10期页码 83-87

摘要：

通过对2种不同类型的燃气轮机燃烧室的数值计算，研究了不同燃烧类型对燃气轮机燃烧室效率模化试验中压力指数选取的影响。结果表明，压力指数除受到燃料、余气系数等影响之外，燃烧类型也有很大影响。对于以碳氢化合物为燃料，化学反应控制类型燃烧室模化中N值相对较大，大致范围为1.6～2.0。当燃烧过程受扩散控制时， N值相对较小，大致范围为1.0～1.4。

关键词：燃烧室效率模化试验压力指数数值模拟