摘要：该文对小型全电/混动载人飞机的技术发展路线、航空推进电机、动力系统架构进行分析、总结与展望。首先,从载人飞机的气动布局、结构拓扑、动力源和起降形式等方面分析,分出6条技术路线,总结各自的乘客数、最大起飞重量、巡航速度、功率和航程等技术指标。其次,总结已装机或拟装机航空推进电机的技术参数和应用机型。对先进航空推进电机的发展现状,按功率等级分类探讨了三相永磁电机、多相永磁电机、兆瓦级涡轮机驱动的兆瓦级电机/发电机、高温超导电机。最后,对6种动力系统架构的技术路线特点、关键技术进行梳理,分析载人全电/混动飞机未来的发展方向。国内载人电动/混动飞机领域刚起步,该文的研究工作对飞机的总体气动布局设计、功率需求、器件选型、动力系统设计具有重要的参考价值。

摘要：为保障单逆变器控制双表贴式永磁同步电机(surface-mounted permanent magnet synchronous motor,SPMSM)在发生断相故障后系统的安全可靠运行,该文提出一种单逆变器表贴式双永磁同步电机系统绕组断相故障容错控制策略。首先根据断相后的电机电压电流关系,设计一种用于单逆变器双永磁同步电机的绕组断相故障容错拓扑。在此基础上,为保证双永磁同步电机系统稳定运行,利用端口电压调整策略,满足双永磁同步电机的拓扑约束。仿真和实验结果表明,所提容错控制策略可确保单逆变器控制双电机系统在某一电机发生断相故障时仍然稳定运行。

摘要：新型定子永磁–变磁阻式旋转变压器在继承传统变磁阻式旋转变压器简单坚固转子结构的同时,可突破高频激励带来的限制。该文利用轴向磁场技术扩展定子永磁–变磁阻式旋转变压器的范畴,设计一种轴向无槽结构的奇数极旋转变压器,其结构紧凑,且叶形转子使传感器附加惯性减小,更适合高速应用场合。针对中高速和全速度2种应用场景,该文给出2种印刷电路板绕组设计方案,并基于磁场调制理论展开分析。通过有限元仿真和样机实验进行分析、比较,验证了所提方案的正确性。

摘要：在永磁同步电机矢量控制系统中,受电流谐波的影响,电机产生转矩脉动。为了解决此问题,利用谐波注入原理设计一种电压谐波注入器。利用坐标变换提取待消除次数的电流谐波,考虑到基波会影响到谐波的提取精度,设计一种消去基波的电流谐波提取结构。利用提取到的电流谐波,设计针对5、7次谐波的电压谐波注入器。最后通过实验对比,证明了所提方法能够明显抑制电机转矩脉动。

摘要：针对四轮全向机器人数学模型中未知因数的干扰,提出了一种基于神经滑模的比例微分(Proportional plus Derivative,PD)自适应跟踪控制策略。首先,对机器人的动力学模型进行分析;其次,利用反步轨迹跟踪控制器得到虚拟速度,基于虚拟输入与实际输入的误差设计PD控制器;接着,采用神经网络来逼近动力学模型中的不确定性,并利用Lyapunov定理证明了系统的稳定性。仿真和实验结果表明,该控制策略具有有效性。

摘要：为了提升永磁球形电机(PMSM)的输出转矩,应用多目标粒子群优化(MOPSO)算法对转子球内的永磁磁极尺寸进行优化设计。应用等效面电流和洛伦兹力的原理推导一种八极Halbach磁极阵列永磁球形电机的转矩解析模型,并依托电机原型进行有限元仿真和实验验证。运用空间几何的方法分析了转子球内磁极尺寸之间的约束关系,以自旋转矩和俯仰转矩的幅值为目标,应用改进的多目标粒子群优化算法进行转子磁极尺寸优化。对优化后的电机转矩分布进行有限元仿真验证,并与电机原型做比较。结果表明,优化后的电机转矩分布曲线更优,自旋转距幅值、平均值和俯仰转矩幅值、平均值分别提升了40.8%、31.9%、12.0%、26.8%,验证了所提优化方法的有效性,也为永磁球形电机的磁极参数设计提供了一种寻优方法。

摘要：随着新能源大量接入电网,电能质量问题成为了供用电双方一直关注的重点问题,其中电力电子器件也受到了越来越广泛的重视。论文研究并设计了一种基于Labview与AVR32的NPC三电平逆变器功率器件结温采集系统,与一些传统方法相比,该系统有着更高的测量精度和更快的测量速度。首先,在分析NPC三电平逆变器工作状态的基础上,建立了变换器开关损耗计算模型。然后,设计了一种基于Labview与AVR32的逆变器中电力电子器件结温采集系统并进行试验,该系统的实验结果与传统的红外热成像仪相比较,证明了该系统的实时性与有效性。

摘要：研究了一种基于电压模型预测控制(Voltage model predictive control,VMPC)的大功率异步电机弱磁系统,通过对d-q轴定子电压(u_(sd),u_(sq))在线预测,取消了传统电流环中的两个PI控制器,进而实现对电压的优化控制,提升异步电机速-矩控制性能。首先,建立最大电磁转矩的解析模型,分析u_(sd),u_(sq)对各个工况下转矩输出的影响;然后,引入模型预测控制,设计了d-q定子电流(i_(sd),i_(sq))为控制量,u_(sd)、u_(sq)为输出的VMPC模型;最后,建立了搭载VMPC的最大转矩弱磁控制系统,仿真验证方法的有效性。

摘要：建立了Sandia频移式(SFS)孤岛检测的数学分析模型,并给出频移系数的优化过程及优化孤岛检测算法中的解析依据,得出特定负载下孤岛无检测盲区(NDZ)频移系数的取值范围。提出了一种实用的孤岛NDZ描述方法,可反映各个电气参量对NDZ的影响。最后根据IEEE Std,929-2000的规定,建立了仿真模型和实验平台,仿真和实验结果均表明所提SFS孤岛检测的参数设计能快速有效地进行孤岛保护,且对电网无污染。

摘要：球形电机能够实现空间三自由度运动,为实现无传动球形关节和智能顺应性设备提供了支持。但现有球形电机驱动机械手存在负载自重比小、直驱受限等问题,难以满足高精度、轻量化的轨迹规划需求。针对以上问题,设计了一种新颖的球形电机刚柔耦合系统,并提出了一种应用于系统的“三次多项式+改进的四次多项式”的混合多项式轨迹规划方法,并与单一的多项式轨迹规划方法进行比较。首先,基于Hamilton原理建立了机械手在随动坐标系下的偏微分动力学模型,并结合球形电机动力学模型构造刚柔耦合系统动力学模型。然后,采用改进的混合多项式轨迹规划方法实现了刚柔耦合系统的反演滑模跟踪控制。最后,搭建了机械手腕关节用球形电机刚柔耦合系统试验平台。仿真和试验结果表明,该方法能够避免了系统因角加速度设置不合理引起的波动以及间断问题,使得系统机械磨损更小、运动更加平稳,角速度的波动问题也得到了改善,验证了方案的有效性和准确性。