检索结果-内蒙古大学图书馆

中国电机工程学报 2025年第5期45卷 1946-1957,I0028页

作者：张士强葛兴来左运王惠民常玉林春旭磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室(西南交通大学) 四川省成都市610031

逆变器中死区时间会带来电流谐波和转矩脉动,从而导致感应电机出现明显振动并增加额外损耗。为减少逆变器死区效应带来的不利影响,提出一种基于高阶扩展状态观测器(high-order extended state observer,HO-ESO)的逆变器死区效应在线补... 详细信息

逆变器中死区时间会带来电流谐波和转矩脉动,从而导致感应电机出现明显振动并增加额外损耗。为减少逆变器死区效应带来的不利影响,提出一种基于高阶扩展状态观测器(high-order extended state observer,HO-ESO)的逆变器死区效应在线补偿方法。首先,对逆变器死区效应进行分析,推导出因死区效应而产生的d、q轴误差电压方程。接着,对传统的基于二阶ESO的死区效应补偿方法进行介绍和分析,由分析结果可知,该方法难以准确估计误差电压,从而导致补偿效果欠佳。进一步,设计一种HO-ESO对误差电压进行估计,并将其补偿到感应电机矢量控制系统中。最后,利用仿真和实验测试对所研究的死区效应补偿方法进行验证,并与传统的基于二阶ESO的死区效应补偿法进行对比。测试结果表明,相较于传统基于二阶ESO的死区效应补偿方法,所研究方法表现出更好的死区效应补偿性能。此外,所研究方法无需检测电流极性,易于实施。

关键词：逆变器死区效应感应电机电流谐波死区效应补偿高阶扩展状态观测器

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自耦PID控制在磁悬浮系统中的应用

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控制理论与应用 2025年第04期 695-702页

作者：刘腾飞蒋启龙罗雨刘彤西南交通大学电气工程学院磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室西南交通大学

针对轨道不平滑以及负载扰动较大可能导致系统失稳的问题,本文建立了以自耦PID(SC-PID)控制为基础的磁悬浮控制模型,成功应用于磁悬浮系统中进行实物悬浮,并验证了SC-PID控制的优越性. SC-PID控制的方法是将非线性磁悬浮系统映射为等价... 详细信息

针对轨道不平滑以及负载扰动较大可能导致系统失稳的问题,本文建立了以自耦PID(SC-PID)控制为基础的磁悬浮控制模型,成功应用于磁悬浮系统中进行实物悬浮,并验证了SC-PID控制的优越性. SC-PID控制的方法是将非线性磁悬浮系统映射为等价的线性系统,然后引入速度因子zc把比例–积分–微分环节耦合在一起,使得SCPID控制各增益间具有相同的物理量纲,最后用模糊规则对SC-PID控制参数进行整定.通过Simulink仿真和实验表明:SC-PID控制相对于传统的PID控制、分数阶PID控制(FOPID)具有更好的抗干扰能力,在负载扰动较大的情况下仍能保持较小的调节误差;对轨道不平滑的适应性强,在轨道不平滑的恶劣情况下依然保持快而准确的跟踪性能.

关键词：自耦PID 磁悬浮系统速度因子 Simulink

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基于多策略改进灰狼优化算法优化CNN-LSTM的IGBT寿命预测

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半导体技术 2025年第2期50卷 161-169页

作者：付聪吴松荣柳博张驰王少惟磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室成都610031 西南交通大学电气工程学院成都611756

针对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)长期工作出现的老化失效问题,提出一种多策略改进灰狼优化算法优化卷积神经网络(CNN)和长短期记忆(LSTM)网络组合模型的IGBT寿命预测方法。分析IGBT的失效机理并建立CNN-LSTM组合预测模型。利用灰狼优化算... 详细信息

针对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)长期工作出现的老化失效问题,提出一种多策略改进灰狼优化算法优化卷积神经网络(CNN)和长短期记忆(LSTM)网络组合模型的IGBT寿命预测方法。分析IGBT的失效机理并建立CNN-LSTM组合预测模型。利用灰狼优化算法优化CNN-LSTM模型中的初始学习率等参数,为解决传统灰狼优化算法容易陷入局部最优解的问题,从最优解扰动、参数调整和搜索机制方面引入三种策略进行改进。最后,基于NASA研究中心提供的IGBT老化数据集对改进模型进行性能验证。仿真结果表明:对比LSTM、CNN-LSTM等模型,多策略改进灰狼优化算法优化的CNN-LSTM模型的均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、平均绝对百分比误差(MAPE)三个评价指标均为最优,可以有效应用于IGBT寿命预测。

关键词： IGBT 长短期记忆网络改进灰狼优化算法莱维飞行策略寿命预测

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单边直线感应电机三维磁场分析

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微特电机 2025年第1期53卷 19-24页

作者：陈康王滢李贵郑洋阳西南交通大学电气工程学院成都611756 磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室成都611756

针对直线感应电机磁场解析中初级绕组线电流密度不连续、相位不准确以及气隙磁场解析精度低的问题,利用初级延拓模型建立了单边直线感应电机初级绕组磁动势三维模型,推导出了包含准确相位角且能充分考虑端部半填充槽的电流线密度连续模... 详细信息

针对直线感应电机磁场解析中初级绕组线电流密度不连续、相位不准确以及气隙磁场解析精度低的问题,利用初级延拓模型建立了单边直线感应电机初级绕组磁动势三维模型,推导出了包含准确相位角且能充分考虑端部半填充槽的电流线密度连续模型,根据Maxwell方程组,求解了单边直线感应电机气隙区域的矢量磁位方程,得到了气隙磁场三维解析解。利用气隙磁场解析结果,分析了直线感应电机端部效应对电机推力的影响。通过对比三维解析结果与有限元三维模型仿真结果,发现二者具有较高的吻合度,验证了计及初级绕组半填充槽的电流线密度连续模型的正确性,表明基于磁动势三维模型的磁场解析方法能够有效提高单边直线感应电机气隙磁场求解精度和电磁推力计算精度。

关键词：单边直线感应电机磁动势三维模型三维连续线电流密度气隙磁场

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SiO_(2)提升ITO/HfO_(2)/SiO_(2)/Ag忆阻器的开关比和稳定性

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功能材料与器件学报 2025年第1期31卷 34-41页

作者：徐辛张宏杨峰张勇西南交通大学电气工程学院磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室成都610031 西南交通大学物理科学与技术学院成都610031

导电细丝生长及其熔断的随机性一直是影响忆阻器开关比和稳定性的关键因素。本研究通过磁控溅射在ITO基底上制备了以HfO_(2)/SiO_(2)异质结为功能层的ITO/HfO_(2)/SiO_(2)/Ag忆阻器。与单层HfO_(2)忆阻器相比,开关比约提升10倍,最大开... 详细信息

导电细丝生长及其熔断的随机性一直是影响忆阻器开关比和稳定性的关键因素。本研究通过磁控溅射在ITO基底上制备了以HfO_(2)/SiO_(2)异质结为功能层的ITO/HfO_(2)/SiO_(2)/Ag忆阻器。与单层HfO_(2)忆阻器相比,开关比约提升10倍,最大开关比达到了50;并且稳定性也有了较大提升,在6 000 s+的时间内开关比保持在20以上。使用XPS对器件断面进行了分析,得到了器件断面的全谱图和O1s能级精细谱图。全谱图显示,SiO_(2)功能层中的Ag含量多于HfO_(2)功能层,O1s能谱图则表明氧空位含量较少。通过对器件的I-V曲线进行导电机理拟合分析,发现器件在正电压区主要为欧姆导电机制,在负电压区则符合空间电荷限制电流机制。在此基础上,建立了一种倒锥型导电细丝模型来解释器件的复位/设置记忆行为。通过改变溅射时间来改变SiO_(2)层的厚度,将不同溅射时间的I-V特性曲线图作对比,确定了SiO_(2)的最佳溅射时间为10分钟。

关键词：忆阻器倒锥型导电细丝空间电荷限制电流欧姆导电机制异质结

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双边LCC补偿恒压输出感应电能传输系统参数优化设计方法

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电源学报 2025年第2期 196-204页

作者：樊龙海许建平任胜何澍泽磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室(西南交通大学电气工程学院)

恒压CV(constant-voltage)输出双边LCC补偿感应电能传输IPT(inductive power transfer)系统存在轻载效率低的问题，为了优化CV输出双边LCC补偿IPT系统轻载效率，基于求解近似最优解思想，提出1种双边LCC补偿拓扑的参数设计方法。分析了C... 详细信息

恒压CV(constant-voltage)输出双边LCC补偿感应电能传输IPT(inductive power transfer)系统存在轻载效率低的问题，为了优化CV输出双边LCC补偿IPT系统轻载效率，基于求解近似最优解思想，提出1种双边LCC补偿拓扑的参数设计方法。分析了CV输出时零相位角ZPA(zero phase angle)条件及松耦合线圈损耗，通过搭建6.6 kW的实验原理样机进行实验验证。实验结果表明，所提补偿参数设计方法可以提高系统效率，尤其是轻载效率，6.6 kW满载效率为95%,1.32 kW轻载效率可达93%。

关键词：感应电能传输双边LCC补偿恒压输出参数优化

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基于混合数据驱动的牵引整流器故障诊断方法

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铁道科学与工程学报 2025年

作者：毛琦汪一龙王为介陈晓雪苟斌葛兴来中国铁路上海局集团有限公司上海动车段西南交通大学磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京纵横机电科技有限公司

在列车牵引变流器中，电流传感器和功率器件（如IGBT模块）作为薄弱环节，因受到过热过压等影响而故障频发，此类故障在初期往往潜伏在系统中，难以被硬件保护电路辨识。针对系统中传感器与IGBT（绝缘栅双极晶体管）模块开路的复合故障... 详细信息

在列车牵引变流器中，电流传感器和功率器件（如IGBT模块）作为薄弱环节，因受到过热过压等影响而故障频发，此类故障在初期往往潜伏在系统中，难以被硬件保护电路辨识。针对系统中传感器与IGBT（绝缘栅双极晶体管）模块开路的复合故障，以列车牵引系统中牵引脉冲整流器为研究对象，结合数据驱动回归与分类算法，提出一种混合数据驱动的在线诊断方法，避免单一数据驱动的局限，兼顾故障的检测与溯源。该方法通过建立故障检测预测器模型，设定预测值与传感器测量值残差阈值以实时判断系统运行状态，检测到故障发生后，通过故障诊断分类器模型识别出故障位置及原因。根据电流传感器故障与IGBT开路故障特性，分析牵引整流器单个IGBT开路故障与多个IGBT开路故障机理，提出一种基于故障特征叠加的故障诊断决策方法，在不同时间范围内区分出电流传感器故障和IGBT开路故障模式。实验结果表明，该故障诊断方法可检测到任意时刻的故障发生，可在10ms内，以98.5%的准确率诊断出电流传感器故障模式；克服IGBT相似故障干扰，在15ms内以99%的准确率诊断出单个和多个IGBT开路故障模式。所研究的在线故障检测方法无需增加额外的硬件电路，仅需将整流器网侧电压、电流信号和直流侧电压信号作为特征输入，是一种用于整流器在线诊断中精确且具实用性的有效方法。

关键词：牵引脉冲整流器故障诊断数据驱动电流预测器故障分类器

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非均匀电流分布对堆叠带材动态特性的影响

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低温与超导 2025年第3期 17-27页

作者：王昊乔冠群高曙阳赵可羊新胜西南交通大学物理科学与技术学院磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室

本文以一定总传输电流下不同的负载比i=I_t/Ic0、外磁场幅值及带材间堆叠间隙的两根传输不同大小直流电流的并联堆叠带材为研究对象。通过实验和有限元仿真相结合的方法研究其动态特性（动态电阻与损耗）。结果表明，对于不同的负载比... 详细信息

本文以一定总传输电流下不同的负载比i=I_t/Ic0、外磁场幅值及带材间堆叠间隙的两根传输不同大小直流电流的并联堆叠带材为研究对象。通过实验和有限元仿真相结合的方法研究其动态特性（动态电阻与损耗）。结果表明，对于不同的负载比与外磁场幅值，电流非均匀分布程度越大，动态电阻变化与动态损耗越大。且在较高负载比与外磁场幅值下，动态电阻的变化和总损耗，明显高于其在较低负载比与低外磁场幅下的数值；堆叠带材的屏蔽效应减小动态电阻变化与总损耗；电流非均匀分布使总损耗中的动态损耗增大。

关键词：动态电阻总损耗堆叠高温超导

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基于多端口等效建模的多所贯通牵引供电系统稳定性分析

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中国电机工程学报 2025年第9期45卷 3460-3471,I0015页

作者：刘海军胡海涛陶海东秦潇雷鸣郭旭刚陈刚西南交通大学电气工程学院四川省成都市611756 磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室(西南交通大学) 四川省成都市611756 中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京市海淀区100081 国网四川省电力公司电力科学研究院四川省成都市610041

频域阻抗/导纳模型对分析电气化铁路振荡具有重要作用,然而传统阻抗模型在分析多辆机车时通常忽略机车间线路阻抗,网侧阻抗建模简单导致稳定性分析误差较大。此外,在分析贯通供电方式时,由于源/荷阻抗关系简单地通过并联分析计算,误差... 详细信息

频域阻抗/导纳模型对分析电气化铁路振荡具有重要作用,然而传统阻抗模型在分析多辆机车时通常忽略机车间线路阻抗,网侧阻抗建模简单导致稳定性分析误差较大。此外,在分析贯通供电方式时,由于源/荷阻抗关系简单地通过并联分析计算,误差更为明显。传统忽略线路阻抗的阻抗建模方式无法应对贯通供电方式下多节点多机车并网的稳定性分析,为此,该文提出小信号多端口等效建模方法。首先,根据小信号多端口等效建模理论将系统中的阻抗划分为有源机车阻抗与无源网络阻抗,推导出开环增益矩阵数学模型,利用广义Nyquist准则进行稳定性判定;然后,对比分析典型工况下不同供电方式的稳定性及灵敏度,并分别讨论供电系统及列车系统对车-网稳定性的影响;最后,通过仿真验证理论分析。结果表明,多端口等效建模方法分析传统供电方式与贯通供电方式相较于传统阻抗建模方法均有更好的泛用性及准确性。

关键词：多端口等效建模低频振荡灵敏度分析

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通道形状对多通道高温超导导体载流性能的影响

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低温与超导 2025年第1期53卷 22-29页

作者：刘继伟穆永春谌睿朱运鹏羊新胜蒋婧西南交通大学电气工程学院磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室成都610031 西南交通大学物理科学与技术学院成都610031 核工业西南物理研究院成都610225

本文基于自洽模型,对方形、矩形和阶梯形多通道高温超导导体的载流特性进行了二维仿真研究。计算结果表明,由于带材用量的成倍增加,方形八通道-1导体的临界电流相比方形四通道导体呈倍数增长。当带材用量相同时,矩形八通道-2导体在自场... 详细信息

本文基于自洽模型,对方形、矩形和阶梯形多通道高温超导导体的载流特性进行了二维仿真研究。计算结果表明,由于带材用量的成倍增加,方形八通道-1导体的临界电流相比方形四通道导体呈倍数增长。当带材用量相同时,矩形八通道-2导体在自场及低磁场下的载流性能较好,通道数少的方形四通道导体,在较高外磁场下的载流性能更好。随着导体通道数的增加,导体的临界电流表现出明显的各向同性。阶梯形四通道导体中的电流分布相同时,阶梯数的增加会导致导体临界电流的增加;当导体的阶梯数相同时,电流分布-1的四通道导体的载流性能最好。外磁场作用下,电流分布-1的导体与方形四通道导体的载流性能更接近。

关键词：通道形状高温超导导体阶梯形多通道导体自洽模型临界电流

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