2022年第49卷第7期文章目次

  • 显示方式:
  • 简洁模式
  • 摘要模式
  • 1  新型SRM直接转矩控制系统的场路耦合联合仿真
    周云红,黄飞,王东,李汉杰,谭正一
    2022, 49(7):1-6,13. DOI: 10.12177/emca.2022.056
    [摘要](184) [HTML](0) [PDF 4.14 M](231)
    摘要:
    转矩脉动是阻碍开关磁阻电机(SRM)发展的主要因素之一。采取合适的控制策略及结构改进能够抑制转矩脉动,但在研究的过程中通常需要通过仿真的方式进行快速验证。采用Simulink、Maxwell及Simplorer场路耦合多物理域联合仿真的方式,针对新型定转子开槽SRM,建立了直接转矩控制(DTC)系统,模拟分析了其在起动、加减速以及增卸负载等工况下的响应性能,验证了对转矩脉动的抑制效果。对于新型定转子开槽SRM本体建模而言,利用Maxwell建立其有限元模型,可以避免复杂的数学模型推导,且在联合仿真的过程中能够实时反映出电机内部的电磁特性,便于为电机本体结构的改进以及控制策略的优化设计提供重要依据。
    2  基于改进滑模方法的永磁同步电机宽速范围无位置传感器控制
    杨永杰,刘旭东
    2022, 49(7):7-13. DOI: 10.12177/emca.2022.040
    [摘要](142) [HTML](0) [PDF 836.38 K](285)
    摘要:
    为了实现永磁同步电机(PMSM)宽速度范围无传感器控制,提出了一种基于改进滑模方法的宽速度无位置传感器控制策略。在电机中高速阶段,为抑制传统滑模观测器的固有抖振问题设计了一种新型滑模趋近律,来提高电机转速估计精度;在电机零低速阶段采用脉振高频注入法估计电机转速。此外,设计了一种平滑切换控制策略,实现不同算法间的平滑切换。对比仿真结果验证了所设计控制器具有良好的转速估计和跟踪性能,且能实现不同控制算法的平滑切换。
    3  多轴同步系统模糊补偿虚拟主轴偏差耦合控制
    田昊,宋玉宝,曹清媛,刘晓林
    2022, 49(7):14-21. DOI: 10.12177/emca.2022.044
    [摘要](127) [HTML](0) [PDF 1010.06 K](170)
    摘要:
    在多轴同步系统中,同步控制的目标包括降低同步误差,减小跟踪误差。针对普通偏差耦合控制在实际应用中的问题,对其结构进行改进。该结构通过引入虚拟主轴,虚拟主轴在参考各轴反馈转速的同时,同步完成各轴转速给定补偿,优化了同步控制性能,简化了转速补偿结构。然后,通过结合模糊补偿,可自适应修正控制参数。最后,通过机构运动进行了试验验证,试验结果表明该控制方法相对传统偏差耦合控制结构,在简化系统结构的同时,可进一步提高同步控制性能,在存在负载扰动的运行工况下,可有效降低跟踪误差。该方法也为相关领域的同步控制提供了参考。
    4  基于神经网络的双闭环伺服系统自适应控制
    刘洋,赵凯岐
    2022, 49(7):22-29. DOI: 10.12177/emca.2022.060
    [摘要](97) [HTML](0) [PDF 973.69 K](217)
    摘要:
    针对双闭环伺服系统中传统自抗扰控制(ADRC)控制器待整定的参数较多且整定过程较复杂的问题,设计了一种基于径向基函数神经网络的ADRC控制器。考虑到组合控制律的独立性,设计线性状态误差反馈进一步降低参数整定复杂性。径向基函数神经网络将扩张状态观测器中的非线性误差增益作为其权值系数,在线辨识出被控对象的Jacobian信息,利用神经网络的自学习功能实现了ADRC的参数在线自整定。以永磁同步电机(PMSM)作为被控对象,通过MATLAB进行仿真。仿真结果证明,此控制策略有效地优化了伺服系统的静态性能和动态品质,实现了控制系统的高动态和高精度。
    5  基于复合控制的永磁同步电机电流谐波抑制策略
    陈瑶,张钊源,冯鑫鹏,谢世瑞,赵朝会
    2022, 49(7):30-37. DOI: 10.12177/emca.2022.051
    [摘要](106) [HTML](0) [PDF 994.90 K](217)
    摘要:
    当电机转速发生变化时,重复控制(RC)器控制的谐振频率将偏离电流谐波的频率,系统的谐波抑制能力会降低。针对该问题,分析了永磁同步电机(PMSM)的电流谐波数学模型和谐波产生原因,介绍了传统RC原理,并在传统RC的基础上,引入Fal函数,构建了一种基于Fal函数的复合控制策略,使传统RC在稳态过程中具有更好的效果。同时,对传统RC的内模进行改进,并将其嵌入电流环,进一步提高复合控制器的谐波抑制能力。最后以一台5.5 kW PMSM作为研究对象进行仿真分析和试验验证,结果表明了该方法的有效性。
    6  基于最优预见控制的货运列车速度跟踪控制研究
    李旺,金鑫淼,姜鹏,易灵芝
    2022, 49(7):38-44. DOI: 10.12177/emca.2022.033
    [摘要](77) [HTML](0) [PDF 896.11 K](186)
    摘要:
    列车速度曲线的精确跟踪是货运列车自动驾驶系统保证稳定性、精确性和安全性的关键。货运列车速度跟踪系统大时滞特性会造成控制精度下降和能耗增加的问题。为解决该问题,研究了牵引制动系统响应时间和指令传输延时特性,构建了列车速度跟踪控制滞后模型。利用差分算子处理列车动力模型中的滞后项,构造最优预见速度跟踪控制器。仿真对比试验表明,基于最优预见控制的货运列车速度跟踪控制器具有响应快、速度误差小、安全性高等特点。
    7  一种无刷双馈电机匝数配合的半解析优化方法
    李雨莎,王淑红,白崟儒
    2022, 49(7):45-52. DOI: 10.12177/emca.2022.055
    [摘要](138) [HTML](0) [PDF 944.98 K](242)
    摘要:
    绕组匝数的优化对提升电机性能具有重要作用,利用解析与仿真相结合的半解析方式,提出了一种无刷双馈电机(BDFM)定子两套绕组匝数配合的优化方法:解析推导BDFM电磁功率及热负荷公式,然后求解得到满足最大功率约束条件的所有匝数配合,再以热负荷最小为优化目标进行解析筛选及仿真细化筛选,最终选出在给定功率约束条件下热负荷最小的一组最优匝数配合。利用该方法对其他文献中的BDFM模型进行匝数优化,验证了该方法的普遍适用性。与完全依靠有限元仿真的匝数优化方法相比,所提方法先通过解析式快速地筛选出约三组匝数,再经有限元仿真进行细化筛选,最终选定这三组中的最优匝数配合,因此大幅缩短了优化设计周期并节约了计算资源。
    8  含径向通风道的永磁同步发电机电磁有限元分析
    孔祥利
    2022, 49(7):53-57. DOI: 10.12177/emca.2021.058
    [摘要](135) [HTML](0) [PDF 2.79 M](201)
    摘要:
    在设计含径向通风道的电机时,计算铁心的有效长度需考虑径向通风道对铁心长度的损失,对于异步电机,已经有成熟的数学方法,但对于永磁同步发电机(PMSG),目前没有成熟的数学方法计算径向通风道对铁心长度的损失。结合ANSYS Maxwell软件的二维静态求解器,提出一种通过计算电机轴向气隙磁密分布的方法,得出计算含径向通风道的PMSG有效铁心长度的方法。仿真数据与试验数据高度吻合,证明了该方法的有效性。
    9  感应电机转子槽型参数对空载损耗的影响研究
    李世杰,陈振强,马千柱,刘妍
    2022, 49(7):58-62,76. DOI: 10.12177/emca.2022.049
    [摘要](162) [HTML](0) [PDF 5.96 M](236)
    摘要:
    空载损耗是表征感应电机磁性能的重要参数,而转子对电机磁路建立有非常重要的作用。为识别转子槽型参数对空载损耗的影响,采用理论计算与有限元分析法,模拟分析了感应电机在不同转子槽型、槽口形式下的空载损耗变化规律。试验与仿真分析结果吻合度较好。该研究对高效能感应电机结构设计以及解决感应电机运行中发生的定子温度预警故障具有一定的指导意义。
    10  基于改进电流法的PMSM绕组开路诊断方法
    李龚睿子,陈超波,张彬彬,郎宝华,高嵩
    2022, 49(7):63-69. DOI: 10.12177/emca.2022.048
    [摘要](88) [HTML](0) [PDF 4.06 M](224)
    摘要:
    针对传统永磁同步电机(PMSM)绕组开路故障诊断方法效率低下、适应性差等问题,提出了一种基于改进平均电流法的自适应阈值PMSM绕组开路故障诊断方法。首先,获取PMSM三相正常状态和故障状态的电流信号。其次,为克服测量噪声影响,对该信号进行滑动窗口滤波处理。然后,提出了一种改进平均电流法的绕组开路故障诊断方法,该改进平均电流法可得到自适应阈值,将滤波后的电流值与阈值的比较结果作为故障判断依据。最后,通过仿真平台验证所提算法,结果表明所提方法快速性好,稳定性高。
    11  光伏功率扰动下的水电机组海鸥优化模糊PID控制研究
    曹飞,钱晶,邹屹东,曾云,贾高杰,李立胜
    2022, 49(7):70-76. DOI: 10.12177/emca.2022.035
    [摘要](69) [HTML](0) [PDF 982.16 K](181)
    摘要:
    光伏发电机组输出功率的随机性和波动性影响着供电系统的安全稳定运行。为了提高水光供电系统的频率稳定能力,根据水轮机调速系统的数学模型,结合海鸥算法的寻优能力和模糊控制的推理能力,提出基于海鸥优化模糊PID(SOAFPID)控制的水电机组控制策略,使其能够快速调节光伏和负荷波动引起的系统频率偏差。通过搭建Simulink仿真模型,分析其在不同扰动工况下的频率稳定能力。仿真结果表明:与传统PID控制方法相比,采用SOAFPID控制的水电机组在光伏和负荷功率扰动下具有更小的超调量和更快的稳定速度,在水光供电系统中表现出了优越的动态调节性能。
    12  基于RSC反馈线性化的含SVG双馈风机系统次同步振荡抑制
    薛静玮,林 毅,唐雨晨,魏 鑫,王永杰,薛安成
    2022, 49(7):77-86. DOI: 10.12177/emca.2022.061
    [摘要](100) [HTML](0) [PDF 1.16 M](210)
    摘要:
    针对含静止无功发生器(SVG)的双馈风机(DFIG)系统中的次同步振荡,提出了一种针对转子侧变流器(RSC)的反馈线性化控制方法,并分析验证了其在小/大扰动下的振荡抑制效果。首先,建立了含SVG的双馈系统22阶时域模型;其次,结合反馈线性化原理,针对RSC内环控制设计了相应的控制方法。再次,对比了小扰动下,不同参数变化时,PI控制与反馈线性化控制对系统稳定性的影响。最后,考虑限幅环节作用,分析了大扰动下,系统RSC内环采用PI控制和反馈线性化控制时的稳定性。结果表明,反馈线性化控制能有效增大平衡点的吸引域,提升系统稳定性。
    13  改进麻雀搜索算法在光伏阵列MPPT中的应用
    方奇文,刘海鹏,王蒙,李国强,董旭
    2022, 49(7):87-94,103. DOI: 10.12177/emca.2022.059
    [摘要](124) [HTML](0) [PDF 1019.09 K](206)
    摘要:
    在局部遮阴条件下光伏阵列的输出功率存在多个峰值,传统的最大功率点追踪(MPPT)技术在寻优过程中易陷入局部峰值,难于快速准确地追踪到最大功率点。针对这一问题,提出了一种改进麻雀搜索算法应用于光伏MPPT技术。首先,借鉴于乌鸦搜索算法引入了飞行步长,并采用一种动态递变规则调节飞行步长,增强加入者的探索能力,解决了麻雀搜索算法在低维下寻优精度低的问题;其次,设计了一种自适应规则应用于发现者位置更新中,同时通过边界处理策略约束麻雀位置更新,保证了麻雀搜索算法能够有效地解决搜索范围较小情况下的寻优问题;最后,在MATLAB中对6个基准函数进行测试验证,并将改进的算法应用于非均匀光照条件下光伏阵列的最大输出功率点追踪中进行仿真。结果表明,所提出的改进麻雀搜索算法具有较快的收敛速度和较高的追踪精度,在寻优过程中能有效避免陷入局部峰值并快速精确地追踪到最大功率点。
    14  液力变矩型同步风力发电机低电压穿越的控制原理及测试分析
    来云浩,王军伟
    2022, 49(7):95-103. DOI: 10.12177/emca.2022.052
    [摘要](75) [HTML](0) [PDF 1.14 M](181)
    摘要:
    液力变矩型同步风力发电机是一种基于液力变矩器和无刷同步发电机耦合的前端调速式风力发电机组,关键技术在于采用前端调速技术,使发电机转速恒定可以实现同步并网。风机在低速传动链上采用转速模糊闭环控制,高速传动链上采用液力变矩技术闭环控制转矩平衡,使风机在发生低电压穿越时转速与转矩控制的动态响应速度和精准度得到了较大改善。同时,同步发电机励磁系统采用强励模式,迅速提高发电机电动势及时补偿电磁功率的损失,并为电网提供无功能量支撑维持电网稳定。该机型低电压穿越性能经过现场实地认证测试,结果充分验证了其控制策略的有效性和可行性。
    15  基于MA-SVM方法的短期光伏功率预测
    徐萌
    2022, 49(7):104-111. DOI: 10.12177/emca.2022.041
    [摘要](69) [HTML](0) [PDF 1.03 M](190)
    摘要:
    光伏发电的功率波动性大,其准确预测对于大规模的光伏发电并网具有重要意义。利用相关性分析法与时间序列方法选取并预测了某电站所在区域的气象数据,得到光伏发电现场更为准确的气象信息预测值。利用主成分分析方法对气象数据降维,得到几种关键影响因子,最终利用改进的支持向量机(SVM)算法对多变量特征序列与光伏功率的关系建模。在验证试验中,使用训练后的支持向量机模型完成预测,并且对预测误差的产生进行了分析。通过与神经网络算法等各种算法的预测效果进行对比,MASVM方法的误差相对较小,证明了预测的有效性。
    16  基于遗传算法的高速动车组列车惰行节能控制策略研究
    李华柏,陈春棉
    2022, 49(7):112-117. DOI: 10.12177/emca.2022.116
    [摘要](69) [HTML](0) [PDF 798.47 K](196)
    摘要:
    为降低高速动车组(EMUs)的运行能耗,建立了准点约束条件下的EMUs惰行能耗模型。在此基础上,采用自适应遗传算法对EMUs中间运行阶段的惰行控制策略进行优化,寻找最优位置与数目的惰行关键工况转换点,确定列车运行的惰行速度曲线,从而达到准点和节能运行的效果。

    当期目录


    文章目录

    过刊浏览

    年份

    刊期

    《电机与控制应用》
  • 月刊,1959年创刊
    • 主管单位:上海市经济和信息化委员会
    • 主办单位:上海电器科学研究所(集团)有限公司
    • 刊号:ISSN 1673-6540
    •           CN 31-1959/TM
    • 地址:上海市武宁路505号
    • 邮编:200063
    • 电话:021-62574990-574/462(编辑部),021-62574990-416(广告部)
    • 电子邮箱:eec@seari.com.cn (编辑部),wangzm@seari.com.cn(广告部)
    • 网址:http://www.motor-abc.cn/djykzyy/home
    • 邮发代号:4-199
    • 国内定价:15元/册
    • 影响因子:0.752
    您是第位访问者
    沪ICP备16038578号-3
    网站版权©2024《电机与控制应用》
    技术支持:北京勤云科技发展有限公司

    沪公网安备 31010702006048号