检索结果-内蒙古大学图书馆

电机与控制学报 2025年第2期29卷 105-115页

作者：仇志杰郑丹范涛温旭辉中国科学院电工研究所高密度电磁动力与系统全国重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

为了实现动态变化工况下绝缘栅双极晶体管(IGBT)特定个体的实时可更新寿命预测,提出一种解析寿命模型与基于相似性的数据驱动模型融合的变应力工况剩余使用寿命预测方法。首先,通过恒定应力功率循环试验建立器件的一维解析寿命模型,基... 详细信息

为了实现动态变化工况下绝缘栅双极晶体管(IGBT)特定个体的实时可更新寿命预测,提出一种解析寿命模型与基于相似性的数据驱动模型融合的变应力工况剩余使用寿命预测方法。首先,通过恒定应力功率循环试验建立器件的一维解析寿命模型,基于解析寿命模型实现了不同应力工况下的损伤等效。随后,基于退化相似性实现了对特定个体退化轨迹的剩余寿命预测,并采用灰狼优化算法(GWO)对退化相似性模型参数进行优化。最终,通过一组变应力加速试验验证所提方法的有效性。结果表明,该方法能够实现变应力工况下基于器件个体退化状态的寿命预测,与现有解析寿命模型方法相比,显著提高了预测的准确性。

关键词：绝缘栅双极型晶体管寿命预测解析寿命模型退化相似性灰狼优化算法变应力工况

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高速直线感应电机自学习抗扰控制策略

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电工技术学报 2025年第6期40卷 1771-1783页

作者：徐飞姜新宇李子欣史黎明李耀华高密度电磁动力与系统全国重点实验室中国科学院电工研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 齐鲁中科电工先进电磁驱动技术研究院济南250100

高速直线感应电机在跨声速运行时,激波非定常特性引发的抖振现象易导致电机动子速度测量受到强烈不确定扰动,推力控制失稳、跨声速运行失败。该文首先建立了高速直线感应电机自学习数学模型,由历史实验数据学习电机模型参数,依据数学模... 详细信息

高速直线感应电机在跨声速运行时,激波非定常特性引发的抖振现象易导致电机动子速度测量受到强烈不确定扰动,推力控制失稳、跨声速运行失败。该文首先建立了高速直线感应电机自学习数学模型,由历史实验数据学习电机模型参数,依据数学模型对直线感应电机动子速度进行高精度多步预测。其次由预测速度与传感器量测速度构建滚动预测矩阵,提出基于矩阵列向量变异程度的量测速度可信度计算方法。最后依据预测速度、量测数据及可信度值加权运算,提出不确定扰动下高速直线感应电机自学习抗扰控制策略。仿真结果验证了自学习抗扰控制策略对短时不确定扰动有较好的抑制效果,在跨声速时修正速度与实际速度误差小于0.7%,有效解决了不确定扰动导致的电流分量偏离和推力失稳问题,原理样机实验结果验证了控制策略对不确定扰动抑制的有效性。

关键词：不确定扰动直线感应电机抗扰控制自学习模型

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定子分段直线感应电机推进系统非线性解耦建模方法

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电工技术学报 2025年第4期40卷 1023-1033页

作者：徐飞史黎明李子欣李耀华高密度电磁动力与系统全国重点实验室、中国科学院电工研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 齐鲁中科电工先进电磁驱动技术研究院济南250100

定子分段直线感应电机在超高速电磁推进领域具有较好的应用前景,然而多相直线感应电机定子与动子耦合程度快速时变、供电切换晶闸管开关电流过零关断、供电电缆阻抗随动子位置变化等非线性特性显著,导致现有建模方法难以准确实时地模拟... 详细信息

定子分段直线感应电机在超高速电磁推进领域具有较好的应用前景,然而多相直线感应电机定子与动子耦合程度快速时变、供电切换晶闸管开关电流过零关断、供电电缆阻抗随动子位置变化等非线性特性显著,导致现有建模方法难以准确实时地模拟系统电磁暂态过程。该文将直线感应电机系统依据能量转换特性划分为有效转换、无效转换和电源三部分,采用多相电机定子空间矢量解耦建模和虚拟动子磁链方法,实现了晶闸管与直线电机、电机定子与动子之间的解耦,并建立了数学模型。硬件在环实验结果表明,数学模型无迭代实时运算步长低至500ns,原理样机实验结果表明,数学模型与物理实验误差小于7%,验证了数学模型的快速性和准确性,研究成果可为超高速直线感应电机推进系统高性能控制提供建模基础。

关键词：分段供电多相直线感应电机晶闸管开关非线性特性实时模型

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分段供电永磁直线同步电机的新型滑模速度控制策略

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电工技术学报 2025年第8期40卷 2464-2476页

作者：周世炯李耀华史黎明孔甘霖刘进海高密度电磁动力与系统全国重点实验室中国科学院电工研究所中国科学院大学

针对分段供电永磁直线同步电机（PMLSM）在运行过程中易受外部扰动、参数变化等因素的影响，该文提出了一种新型滑模控制器与终端滑模扰动观测器（TSMDO）相结合的速度控制策略。首先，分析了传统滑模控制器存在收敛速度和抖振程度相互... 详细信息

针对分段供电永磁直线同步电机（PMLSM）在运行过程中易受外部扰动、参数变化等因素的影响，该文提出了一种新型滑模控制器与终端滑模扰动观测器（TSMDO）相结合的速度控制策略。首先，分析了传统滑模控制器存在收敛速度和抖振程度相互矛盾的问题。其次，设计了一种新型的滑模趋近律，使得所提滑模速度控制（SMSC）加快了系统的收敛速度、抑制了滑模的抖振、保证了电机速度跟踪的动态性能。然后，为了提升电机速度跟踪的稳态性能，基于终端滑模理论设计了TSMDO，该观测器可以对外部扰动、参数变化等不确定性因素进行观测并补偿。最后，通过与PI控制、传统SMSC的对比实验，验证了所提控制策略的有效性。实验结果表明，所提控制策略不仅提高了分段供电PMLSM速度跟踪的动态和稳态性能，而且减小了加速度波动。

关键词：永磁直线同步电机加速度波动滑模速度控制终端滑模扰动观测器

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间接矩阵谐振型电力电子变压器高频环节特性分析与开关频率设计方法

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中国电机工程学报 2025年第2期45卷 704-713,I0025页

作者：赵聪胡钰杰胡洋高范强徐飞李子欣高密度电磁动力与系统全国重点实验室北京市海淀区100190 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院安徽省合肥市230601 国网北京市电力公司北京市西城区100031

串联谐振型直流变换器(series-resonant DC-DC converter,SRC)是电力电子变压器的核心元件,但电容等储能元件体积大是制约电力电子变压器功率密度提高的重要因素之一,为此应尽量减小电容等无源元件体积。然而,当SRC直流侧电容减小,尤其... 详细信息

串联谐振型直流变换器(series-resonant DC-DC converter,SRC)是电力电子变压器的核心元件,但电容等储能元件体积大是制约电力电子变压器功率密度提高的重要因素之一,为此应尽量减小电容等无源元件体积。然而,当SRC直流侧电容减小,尤其是与谐振电容基本相当时,其高频环节电流特性与传统的直流电容较大的SRC存在很大不同。为解决上述问题,该文对比分析半桥型SRC、全桥型SRC和半桥全桥混合的SRC(混合型SRC)在不同直流电容与谐振电容比值情况下的高频环节电流特性,求解得到实现软开关时3种典型SRC开关频率设计应满足的超越方程,进一步得到其开关频率与谐振频率比值解析表达式,据此提出3种SRC高频环节开关频率设计方法。最后,通过实验验证高频环节特性分析正确性和所提出的开关频率设计方法有效性。

关键词：间接矩阵谐振型电力电子变压器串联谐振直流变换器高频链路软开关开关频率设计

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干法电极在超级电容器和锂离子电池中的应用

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工程科学学报 2025年第4期47卷 897-909页

作者：张国磊张克良安亚斌李晨刘冠伟孙现众原长洲王凯张熊马衍伟济南大学材料科学与工程学院济南250022 中国科学院电工研究所北京100190 山东省先进电磁变换技术重点实验室齐鲁中科电工先进电磁驱动技术研究院济南250013 山东产业技术研究院济南250102 梅赛德斯–奔驰(中国)投资有限公司北京100176 高密度电磁动力与系统全国重点实验室北京100190

随着对电化学储能需求量的增加,锂离子电池行业面临着提高生产效率、降低能耗和提高电池性能等新挑战,尤其是在先进的下一代锂离子电池制造技术方面.其中,电极制造工艺发挥着关键作用,直接影响着电池的能量密度、制造成本和产量.干法电... 详细信息

随着对电化学储能需求量的增加,锂离子电池行业面临着提高生产效率、降低能耗和提高电池性能等新挑战,尤其是在先进的下一代锂离子电池制造技术方面.其中,电极制造工艺发挥着关键作用,直接影响着电池的能量密度、制造成本和产量.干法电极是一种新型的电极制造工艺,由于其不需要添加任何溶剂,且具有高面密度、低内阻、长循环性能等优点,在超级电容器和锂离子电池中展现出巨大的应用潜力.本文首先介绍了干法电极的制备方法和特性,然后详细探讨了干法电极在超级电容器和锂离子电池领域的应用研究进展,包括提高电极负载和提升电化学性能等方面的研究成果.最后,总结了当前干法电极在超级电容器和锂离子电池中的应用过程中存在的问题与挑战,并提出了未来研究的方向.

关键词：干法电极超级电容器锂离子电池固态电解质粉末喷涂黏结剂纤维化

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航空发动机多电控制系统源-网-荷架构与关键技术

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航空学报 2025年第2期46卷 1-39页

作者：孔武斌刘迪范兴纲裴雪军郝圣桥崔颖马前容李大伟方海洋俞珏程颐陈文娟罗飞腾电能高密度转换全国重点实验室武汉430074 华中科技大学电气与电子工程学院武汉市430074 中国航发控制系统研究所无锡214000 太行实验室成都610000 华中科技大学航空航天学院武汉430074

航空发动机引入多电技术作为其新特征,优化了系统多元能量架构,显著提升了系统可维护性和可靠性,是目前多电航空研究领域的核心组成部分。随着发电系统从百千瓦级跃升至兆瓦级,高功率、高集成度的多节点配电系统以及包括大功率泵类作动... 详细信息

航空发动机引入多电技术作为其新特征,优化了系统多元能量架构,显著提升了系统可维护性和可靠性,是目前多电航空研究领域的核心组成部分。随着发电系统从百千瓦级跃升至兆瓦级,高功率、高集成度的多节点配电系统以及包括大功率泵类作动类等装置在内的用电系统共同构成了复杂的多电控制系统。针对该系统具有多节点、动静态变化叠加的特性,以及面临不同应用环境下的挑战,结合电气化基础,首先对航空发动机多电控制系统进行了源-网-荷架构的划分,并详细阐述了源、网、荷系统的基本概念、组成特点和挑战。然后,对源-网-荷一体化系统进行了提炼,综合分析了轻量化高可靠电机技术、电能变换拓扑与电机驱动控制、多节点微网组网与控制研究以及电磁兼容建模分析与抑制方法等4个关键技术的研究现状。最后,对源-网-荷系统发展趋势和多位一体的架构布局进行了总结和展望,以促进航空发动机多电控制系统加快发展。

关键词：多电技术电气化多电控制系统源-网-荷电机驱动控制多节点微电网电磁兼容

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基于纳什均衡的光-储耦合制氢系统优化控制方法

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电力系统自动化 2025年第3期49卷 125-134页

作者：梁忠豪王丽芳李建林高密度电磁动力与系统重点实验室(中国科学院) 中国科学院电工研究所北京市100190 中国科学院大学北京市100049 国家能源用户侧储能创新研发中心(北方工业大学) 北京市100144

围绕光-储耦合制氢系统,文中提出一种基于纳什均衡的优化控制方法,对光伏出力、储能电池组充放电功率和混合电解槽输入功率进行调控分配。其中,选定储能电池组出力能力、混合电解槽功率波动率,以及光伏和售氢产生的经济效益之和作为3个... 详细信息

围绕光-储耦合制氢系统,文中提出一种基于纳什均衡的优化控制方法,对光伏出力、储能电池组充放电功率和混合电解槽输入功率进行调控分配。其中,选定储能电池组出力能力、混合电解槽功率波动率,以及光伏和售氢产生的经济效益之和作为3个博弈方,并设置博弈方对应支付函数,搭建优化控制模型。搭建了基于纳什均衡的光-储耦合制氢系统优化控制仿真模型,对所提控制方法进行仿真验证。仿真验证结果显示,所提策略不仅使光伏弃光率降到5%以下,而且优化了储能电池组的输出功率,使得储能电池组荷电状态维持在20%~90%之间,有效避免了过充过放。此外,在最大化利用光伏发电功率的基础上,优化混合电解槽的输入功率,使其最大化制氢。在光-储耦合制氢系统优化运行过程中,碱性电解槽/质子交换膜电解槽运行电压上、下波动均约为0.7%,母线电压上、下波动均约为0.2%,即所提策略在一定程度上提高了整个系统的运行性能。

关键词：制氢光-储耦合碱性电解槽质子交换膜电解槽储能博弈论纳什均衡优化控制

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高超声速进气道预喷注技术研究进展与关键问题

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航空学报 2025年第08期 27-59+2页

作者：罗飞腾渠镇铭李海涛李新珂姚达豪陈文娟龙垚松韦宝禧满延进杨甫江程强孔武斌华中科技大学航空航天学院电能高密度转换全国重点实验室冲压发动机技术全国重点实验室北京动力机械研究所华中科技大学能源与动力工程学院华中科技大学电气与电子工程学院

吸气式高超声速推进技术是高超声速飞行器发展的核心支撑，随着高超声速飞行马赫数的不断提升，吸气式高超声速发动机内流面临高焓高速、驻留时间极短等极端条件，给内流燃烧组织、性能提升、速域边界拓展等带来极大困难与挑战。进气道... 详细信息

吸气式高超声速推进技术是高超声速飞行器发展的核心支撑，随着高超声速飞行马赫数的不断提升，吸气式高超声速发动机内流面临高焓高速、驻留时间极短等极端条件，给内流燃烧组织、性能提升、速域边界拓展等带来极大困难与挑战。进气道预喷注作为一种新型主动式燃料喷注与混合增强技术被引入高超声速推进系统，为更高马赫数发动机内流流动与燃烧组织、性能匹配与调控、一体化设计优化提供了新的潜在可控因素，已经得到领域的关注与研究重视。基于高马赫数高超声速推进背景需求，对高超声速进气道预喷注技术研究进展与关键问题进行了较为系统的综述分析。首先，阐述了高超声速进气道预喷注概念，分析其中基本气动热力工作过程及耦合作用影响；其次，对高马赫数发动机研究概况进行简要介绍，指出其中重点发展方向及其对进气道预喷注的共性需求；然后，梳理了超声速来流喷注与混合的基本研究认识，指出目前仍缺乏高超声速复杂来流条件下喷注混合的充分认识；最后，系统总结了国内外在高超声速进气道预喷注方面的研究进展，对高超声速进气道预喷注需要解决的主要关键问题进行论述分析，提出了未来研究展望与建议，以促进进气道预喷注技术在高马赫数高超声速推进系统的应用研究与发展。

关键词：高超声速推进超燃冲压发动机斜爆震发动机进气道预喷注燃料掺混

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计及谐波特征的车用高速永磁同步电机数字孪生建模方法

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重庆理工大学学报(自然科学) 2025年第1期39卷 219-228页

作者：沈琳张剑温旭辉魏嘉麟陈凯高密度电磁动力与系统重点实验室(中国科学院) 中国科学院电工研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 齐鲁中科电工先进电磁驱动技术研究院济南250102

针对传统HPMSM模型难以精确描述电机谐波特性的问题,提出了一种计及谐波特征的HPMSM数字孪生建模方法。通过绕组函数和磁场分析得到带有谐波特性的HPMSM参数模型,并基于d-q旋转坐标系建立了HPMSM运行状态模型,推导出各电气量的表达式。... 详细信息

针对传统HPMSM模型难以精确描述电机谐波特性的问题,提出了一种计及谐波特征的HPMSM数字孪生建模方法。通过绕组函数和磁场分析得到带有谐波特性的HPMSM参数模型,并基于d-q旋转坐标系建立了HPMSM运行状态模型,推导出各电气量的表达式。仿真和实验结果表明,构建的数字孪生仿真平台能够有效揭示HPMSM的空间谐波特性,为精确分析永磁同步电机及其控制系统提供了一种快速有效的建模方法。

关键词：电动汽车高速永磁同步电机数字孪生建模谐波分析

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