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      《电机与控制应用》（CN 31-1959/TM，ISSN 1673-6540）创刊于1959年，由上海电器科学研究所（集团）有限公司主办，旨在发表与电气领域相关的各科研领域尖端成果。《电机与控制应用》是中国学术期刊综合评价数据库来源期刊，且被中国学术期刊（光盘版）全文收录。连续多年被中文核心、科技核心等中国核心数据库收录，近年还被DOAJ数据库、Research4Life、ICI world of Jourmals (哥白尼索引期刊数据库波兰)、ICI Journal Master Lister (哥白尼精选数据库，波兰)、EuroPub (英)、JST日本科学技术振兴机构数据库(日)和Pж(AJ) 文摘杂志(俄)等国外数据库收录，影响因子逐年稳步提升。本刊每月10日出版，国内外公开发行，邮发代号4-199。
      《电机与控制应用》已在编委会汇集了来自国内头部高校的73位业界知名专家学者，其中包括多名中外院士及IEEE、IET等知名国际学会终身会士（Fellow）。
      本刊不收取任何版面费及审稿费等费用，论文全文将在本刊官网、中国知网、百度学术、万方、维普、超星等平台发布。
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    MP-MMC驱动六相永磁同步发电机负载转矩观测前馈滑模控制
    郑雨墨，赵轩辉，周荔丹，姚钢
    2024,51(7):1-9, DOI: 10.12177/emca.2024.063
    [摘要] (12) [HTML] (0) [PDF 480.86 K] (22)
    摘要：
    六相永磁同步发电机(PMSG)谐波含量较低、解耦方法成熟且稳定性强，具有广阔的应用前景。为提升六相PMSG负载转矩突变时的动态性能，增强系统的抗干扰能力，提出了一种利用负载转矩观测值前馈补偿的策略。首先，采用滑模观测器观测负载转矩，观测器滑模面设计为实际转速与观测转速之差，在观测过程中滤除了抖振信号，且未引起相位和幅值变化；其次，将负载转矩观测值按比例前馈至电流环给定值，弥补滑模控制器不连续项幅值不足的问题；再次，针对前馈比例常数过大导致转速无法快速稳定在给定值的问题，将前馈比例系数设为可变值;最后，基于Matlab/Simulink建立了多相模块化多电平换流器（MP-MMC）驱动六相PMSG负载转矩观测前馈滑模控制的仿真模型，对所提策略进行验证。仿真结果表明滑模观测器可准确观测负载转矩，前馈补偿策略有效抑制了负载突变引起的转速波动。
    灵活调峰下发电机转子绕组的温度场及热变形分析
    郭剑雄，马党国，刘轩东，张鹤峰，盛轲焱，冯重阳
    2024,51(7):10-20, DOI: 10.12177/emca.2024.066
    [摘要] (17) [HTML] (0) [PDF 625.45 K] (17)
    摘要：
    在水-氢-氢冷汽轮发电机频繁调峰运行下，由于转子绕组的温度长期反复变化，且受到热应力作用，导致绕组和匝间绝缘发生形变，直接影响发电机的性能和稳定性，因此研究变工况下转子绕组的温度分布规律和热变形规律十分重要。以一台600 MW的水-氢-氢冷汽轮发电机为研究对象，根据其转子结构，确定旋转状态下的计算域，并建立三维电-热-流耦合计算模型。在相应的基本假设条件和边界条件下，计算得到了转子温度场和流体场分布，对比实测结果验证了仿真计算的准确性。将转子温度场结果作为热载荷，添加相应的边界条件，计算得到变工况下转子绕组的热变形，进一步总结得出热变形规律。
    基于增量模型的PMSM鲁棒性模型预测控制算法研究
    张超硕，储剑波
    2024,51(7):21-32, DOI: 10.12177/emca.2024.061
    [摘要] (10) [HTML] (0) [PDF 601.60 K] (17)
    摘要：
    永磁同步电机模型预测电流控制(MPCC)策略因具有良好的动态性能而得到了广泛应用，但该策略较为依赖模型参数的准确性。为了在保持控制系统的动态性能的同时提高系统的参数鲁棒性，提出了一种基于三矢量的增量型MPCC策略。在MPCC中引入基于d轴电流的模型参考自适应电感辨识算法，并对自适应律进行了分析。基于Matlab/Simulink进行了仿真，结果表明所提策略能够实现在保持三矢量预测控制动态性能的前提下，减小磁链参数失配造成的预测误差；基于d轴电流的模型参考自适应算法可以进行快速稳定地电感参数辨识，有效地提高了控制系统的参数鲁棒性。
    永磁同步电机模型预测转矩控制共模电压抑制研究
    李耀华，邓益志，张鑫泉，童瑞齐
    2024,51(7):33-42, DOI: 10.12177/emca.2024.058
    [摘要] (9) [HTML] (0) [PDF 492.10 K] (18)
    摘要：
    针对永磁同步电机模型预测转矩控制共模电压较大的问题，对比分析了磁链、转矩和共模电压共同控制、直接去除零电压矢量和虚拟零电压矢量三种抑制共模电压的方法。仿真结果表明，三种方法均可有效抑制共模电压。前两种方法均未采用零电压矢量，导致磁链脉动和转矩脉动增大；虚拟零电压矢量方法既保留了零电压矢量，又有效抑制了共模电压，但开关频率有所增大；动态虚拟零电压矢量选择开关次数最小的零电压矢量生成方式，可在控制性能基本相当的前提下，有效减小开关频率，综合性能最优。
    基于平均值模型的感应子脉冲发电机电容器重频充电系统分析
    刘龙建，于克训，谢贤飞
    2024,51(7):43-52, DOI: 10.12177/emca.2024.055
    [摘要] (9) [HTML] (0) [PDF 596.61 K] (18)
    摘要：
    基于平均值模型对感应子脉冲发电机电容器重频充电系统进行了研究。分析了次暂态磁链在充电过程中的变化规律，以及次暂态磁链的变化对充电性能的影响。仿真和计算结果表明，次暂态磁链在充电过程中逐渐变小。当充电时间与发电机的电磁时间常数相当时，充电过程中次暂态磁链下降会导致充电电压明显降低，因此必须考虑次暂态磁链变化的影响。进一步研究了具有恒流控制功能的励磁电源对充电过程中调节作用的影响，并指出为了降低发电机对绝缘性能的要求，在重频充放电脉冲模式下励磁电流应该采用逐渐上升的方式。
    基于高功率因数的游标电机设计思路
    任永康，谷爱昱，乐敏
    2024,51(7):53-63, DOI: 10.12177/emca.2024.065
    [摘要] (11) [HTML] (0) [PDF 582.07 K] (16)
    摘要：
    为解决游标电机功率因数偏低的问题，提出了一种提高功率因数的电机设计优化思路。首先，使用绕组函数法计算出分数槽集中双层绕组的电感，推导出游标电机的功率因数表达式，分析影响功率因数的主要设计参数；其次，结合有限元法研究各设计参数改变时电机性能的变化规律，进而总结出设计思路；然后，以一台裂齿式游标电机为基准样机，按照所提思路重新设计一台高功率因数的电机，并采用遗传算法对电机主要设计参数进行多目标优化；最后，与基准样机进行性能对比，结果表明所设计电机的功率因数更高，验证了理论分析和所提设计思路的有效性。
    真空干泵用永磁-磁阻复合式同步电机设计与分析
    王博文，安辉，陆艳君，田玉宝，邓文宇，齐丽君，安跃军
    2024,51(7):64-73, DOI: 10.12177/emca.2024.057
    [摘要] (13) [HTML] (0) [PDF 616.66 K] (17)
    摘要：
    针对真空干泵用驱动电机在真空环境中转子散热难的问题，设计了一种混合励磁永磁-磁阻复合式同步电机。该电机转子永磁体励磁结构由钕铁硼与铁氧体两种磁体组成，旨在改变永磁体的排布方式，降低电机的损耗。首先，构建电机转子的拓扑结构，并设计两种方案来研究永磁体的排列方式对电机性能的影响；其次，分析转子参数对电机空载反电动势和电磁转矩的影响，并对电机转子的尺寸进行调整；然后，对比两种方案的损耗大小，选择损耗更低的电机方案；最后，通过有限元计算对目标电机进行了温度场分析，结果表明，所设计方案的电机温度分布合理，因此通过改变永磁体的排布方式能有效提升电机效率，降低电机损耗，确保电机稳定运行。
    一种用于大型风电机组叶片自重载荷标定的弯矩解析方法研究
    吴蔚，何中一，徐秉俊
    2024,51(7):74-83, DOI: doi:10.12177/emca.2024.064
    [摘要] (14) [HTML] (0) [PDF 496.24 K] (20)
    摘要：
    在大型风电机组的机械载荷测试中，叶片自重引起的摆振弯矩和挥舞弯矩的载荷标定精确度直接影响叶片和风轮的载荷测试效果。因此分析叶片自重在应变片测量位置的弯矩解析结果是叶片载荷标定的关键。首先，运用解析几何原理，提出了一种基于优选的三维坐标系和坐标变换的叶片自重弯矩解析方法。其次，为了消除主轴倾角对优选的三维坐标系的影响，提出了一种在优选的三维坐标系中调整叶片重力矢量方向的方法，并推导出了考虑各种影响因素下的弦摆振弯矩、弦挥舞弯矩的解析表达式。最后，在实际的叶片载荷测试项目中，应用两种标定分析方法进行对比，两种方法得到的叶片载荷测试结果具有很好的一致性和代表性。理论分析和试验结果验证了本文所提的叶片自重弯矩解析方法对叶片载荷标定的有效性和可行性。
    基于WRLS-ARMAX系统辨识的新能源电力系统惯量评估
    刘志坚，洪朝飞，郭成，张馨媛
    2024,51(7):84-93, DOI: doi:10.12177/emca.2024.053
    [摘要] (13) [HTML] (0) [PDF 502.85 K] (17)
    摘要：
    随着高比例新能源机组并入电网，电力系统低惯量特性愈加显著，严重影响了系统运行稳定性。为了准确估计新能源电网实际运行状态下的惯量大小，提出了一种基于加权递推最小二乘(WRLS)-受控自回归滑动平均（ARMAX）系统辨识的新能源电力系统等效惯量评估方法。首先，以发电机为对象，建立不同扰动情况下发电机功频响应特性的通用惯量解析模型；其次，以发电机并网母线有功功率和频率扰动作为输入和输出，建立ARMAX模型，考虑到实际电网运行过程中受大、小扰动共同影响，实际测量数据具有异方差性，采用WRLS求解模型中的待辨识参数；然后，提取辨识模型中包含惯量响应的传递函数模型，利用阶跃响应计算惯量源的惯性时间常数，进而计算得到系统等效惯量大小；最后，通过Matlab/Simulink仿真算例验证了所提方法的准确性和实用性。
    基于FOCA的永磁游标电机PI参数自整定
    王伟炳，宋伟豪
    2024,51(7):94-102, DOI: doi:10.12177/emca.2024.062
    [摘要] (11) [HTML] (0) [PDF 535.84 K] (18)
    摘要：
    针对磁场定向控制中电流内环和转速外环比例积分(PI)控制器参数整定困难且耗时长的问题，基于Matlab/Simulink的磁场定向控制自整定（FOCA）模块搭建了永磁游标电机磁场定向控制双闭环调速系统参数自整定模型。该模块在PI控制器输出端注入正弦扰动信号，根据系统输入输出数据计算频率响应，基于频率响应自动整定PI参数，同时实现指定的目标带宽和相位裕度。最后通过仿真对比分析各个环路整定前后的控制性能，仿真结果表明使用FOCA模块能够快速自动整定PI控制器参数并且拥有良好的控制性能。
    基于双模式分解多通道输入的VSC-STATCOM逆变器故障诊断模型
    孔凡文，毕贵红，赵四洪，王祥伟，陈冬静，张靖超，陈仕龙
    2024,51(7):103-118, DOI: 10.12177/emca.2024.054
    [摘要] (11) [HTML] (0) [PDF 880.90 K] (17)
    摘要：
    针对传统电压源型静止同步补偿器中逆变器故障诊断存在的信号特征提取不充分，深度学习网络识别能力不足以及高噪声情况下识别率较低等问题，提出了一种基于双模式分解、多通道输入(MCI)、并行卷积神经网络(PCNN)、双向长短时记忆(BiLSTM)网络和自注意力(SA)机制组合的逆变器故障诊断方法。首先利用变分模态分解和时变滤波经验模态分解对逆变器输出的三相电流进行分解，降低原始信号复杂程度，实现不同模态分量间的规律互补；其次，利用MCI-PCNN-BiLSTM-SA组合模型对特征矩阵进行深层特征提取、学习和识别；最后，通过仿真进行验证，结果表明所提方法特征提取能力较强，在无噪声情况下平均识别率高达99.48%，在高噪声情况下平均识别率达95.59%。
    基于STFT图像和迁移学习的次同步振荡源定位方法
    刘志坚，黄建，骆军
    2024,51(7):119-131, DOI: 10.12177/emca.2024.059
    [摘要] (11) [HTML] (0) [PDF 615.65 K] (19)
    摘要：
    直驱风机与电网交互引发次同步振荡，严重威胁电网的安全稳定运行。为快速定位诱发机组，提出了一种基于短时傅里叶变换(STFT)图像和迁移学习的次同步振荡源定位方法。首先，采用压缩感知技术将出口数据转化为观测信号，再对观测信号进行STFT得到具备振荡特征的映射图，构建映射图与振荡源机组之间的联系；然后，采用对抗式迁移学习架构，结合电力系统，实现对目标域无标签振荡数据的快速泛化；最后，与传统迁移学习方法进行比较，结果表明所提方法在定位准确率和效率方面表现更优，且具备较强的抗噪能力。
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    双馈风机接入对系统极限切除角的影响
    张雪娟, 吴水军, 孙士云, 王杨, 郑新宇, 赵伟
    2019,46(9):85-94, 110, DOI:
    [摘要] (448) [HTML] (0) [PDF 923.86 K] (14376)
    摘要：
    风电场的大规模接入对电网暂态稳定性造成的影响不容忽视。以含双馈风电机组的扩展两机系统为例,建立了双馈风机等值模型,将两机系统等值成单机无穷大系统,依据等面积法则详细推导了风电接入后系统极限切除角的解析式,进而定量分析了极限切除角随风电比例、风机并网位置、故障位置和负荷接入位置等4个影响因素的变化趋势,总结出4种影响因素对暂态功角稳定性的影响规律。在BPA和FASTEST中分别建立含双馈风机的扩展双机系统的仿真模型,对理论分析工作的正确性进行了仿真验证。
    多电机同步控制综述
    韩仁银, 郭阳宽, 祝连庆, 贺庆
    2017,44(6):8-12, DOI:
    [摘要] (568) [HTML] (0) [PDF 484.50 K] (4902)
    摘要：
    多电机同步协调系统在电机控制领域得到广泛运用,控制策略对多电机同步系统的性能起着决定性作用。针对多电机同步问题,国内外学者进行了深入研究,并提出了多种同步控制策略。综述近年来国内外提出的控制策略,对控制对象的跟踪精度、鲁棒性、抗负载能力等进行比较分析,在此基础上对多电机同步控制提出新的展望。
    轮毂电机驱动技术研究概况及发展综述
    李勇, 徐兴, 孙晓东, 江浩斌, 曲亚萍
    2017,44(6):1-7, 18, DOI:
    [摘要] (390) [HTML] (0) [PDF 569.99 K] (3146)
    摘要：
    轮毂电机驱动技术代表着新能源汽车驱动系统的重要发展方向。介绍了轮毂电机驱动电动汽车的特点,总结了轮毂电机驱动技术要求及驱动形式,简要对比分析了国内外轮毂电机驱动形式的研究概况。提出了轮毂电机驱动技术亟待解决的关键问题,探讨了降低非簧载质量、抑制垂向振动效应、降低轮毂电机转矩脉动等方面的核心技术,预测了轮毂电机驱动技术的发展趋势。
    永磁同步电机鲁棒有限集模型预测电流控制算法
    钟灼臻，曾岳南，罗伟维
    2020,47(3):17-22, DOI: 10.12177/emca.2019.172
    [摘要] (853) [HTML] (0) [PDF 907.49 K] (2947)
    摘要：
    在永磁同步电机(PMSM)驱动系统中，基于有限集模型预测电流控制(FCS-MPCC)算法所设计的系统电流内环控制器，性能受电机参数变化的影响。推导了PMSM预测模型，同时以电压矢量为约束项重构价值函数，并针对数字延时导致的电流纹波问题进行了补偿。提出了一种鲁棒性较强的FCS-MPCC算法，通过在预测模型中引入权重系数并定量调节，以降低算法对参数的敏感性。仿真结果表明，所提算法有效，能使系统具备良好的动态性能和稳态精度。

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