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机电工程与自动化学院青年教师刘家利博士在控制工程与电气工程领域国际知名期刊发表学术论文 2024-11-20 近日，JN江南官方机电工程与自动化学院自动化系青年教师刘家利博士与华北电力大学张永昌教授团队合作，以JN江南官方为第一署名单位在控制工程与电气工程领域国际知名期刊《IEEE Transactions on Industrial Electronics》上发表题为“DC-Link Voltage Stabilization Based on Complex-Coefficient Current Controller for IPMSM Drives Without Electrolytic Capacitors”的文章， 刘家利为第一作者，华北电力大学张永昌教授为通讯作者。该论文提出无电解电容逆变器（capacitorless）的复系数控制器可控制电压饱和时的电流轨迹，实现大范围低电压波动下逆变器的极限控制，有力支撑了控制科学与工程学科“控制理论与控制工程”方向的复杂系统建模与控制技术。
近年来，高可靠性、低成本和小型化的电机驱动控制器成为国内外学术界研究热点，并且相关研究成果已经初步在工业界进行商业化应用。其中主要攻关的技术方向是将严重影响系统可靠性的电解电容替换为薄膜电容。但是小容量电容使得系统无法进行输入输出侧功率解耦，不仅会导致网侧电感与电容之间产生电压振荡而且会导致电机电流控制困难，最终导致系统不稳定，现有方法仍不能很好地兼顾电机控制与母线电压稳定控制。本文针对上述系统不稳定问题，提出一种以母线电压与电机电流为控制目标的多变量轨迹预测控制方法，旨在最大化的利用母线电压实现电流的极限控制。本文提出了电容功率控制，理论上揭示了电容功率对母线电压的调节机制，通过控制电容功率以实现抑制母线谐振电压。在此基础上，进一步提出了复系数电流控制器，实现在电压饱和的约束条件下以电机电流稳定控制。该控制方法通过基于电压饱和情况动态修正电流轨迹，实现在非线性约束下多耦合目标的协同优化控制，提高系统稳定性。本文提出的复系数电流控制器可以在空调驱动、风机、水泵等低成本场景以及航空航天等高可靠性需求场合进行应用，具有重要的理论意义和工程应用价值。
《IEEE Transactions on Industrial Electronics》为中科院一区TOP期刊，影响因子：7.5，是电子与电气领域国际顶级期刊。该期刊全面覆盖了信息、控制、电气及工业电子等领域最新的研究进展，出版内容包括电力电子和驱动控制技术、系统控制和信号处理、故障检测和诊断、电力系统、仪表、测量和测试、建模和仿真、运动控制、机器人、传感器和执行器、神经网络的实现、模糊逻辑和工业系统中的人工智能、工厂自动化、通信和计算机网络。 稿件来源：机电工程与自动化学院 通讯员：纪江
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