zfsong@tju.edu.cn
电机与电器
无
副教授
重载扶梯永磁驱动关键技术与装备研发

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城市轨道交通运行与控制系统关键技术研究与应用

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中压高性能变频装置故障保护技术研究

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低速大转矩永磁电机伺服系统集成设计关键技术研究

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电机系统协同优化与集成设计

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双馈风力发电系统故障穿越与运行稳定协调控制研究

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兆瓦级直驱式永磁风力发电控制系统研发与产业化

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复杂工况下双馈风力发电系统运行稳定分析与协同控制

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应用于高压输电线路功率变换设备的无机电致验电技术调研

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复杂工况下双馈风力发电系统运行稳定分析与协同控制

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双馈风力发电系统故障穿越与运行稳定协调控制研究

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间接矩阵变换器-多永磁电机系统协同运行控制

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电机系统协同优化与集成设计

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低速大转矩永磁电机伺服系统集成设计关键技术研究

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双端开绕组永磁风力发电系统功率变换与协同控制

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双三相永磁风力发电机双边对称式功率变换与预测控制

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永磁无刷直流电机无齿轮电梯曳引装置
兆瓦级风力发电用双级矩阵变流器

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永磁电机比例谐振控制器离散化设计方法

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基于扰动观测器的永磁电机电流预测谐振控制方法

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基于可调带宽型预测控制的永磁电机电流控制方法

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基于零阶保持离散化模型的永磁电机电流预测控制方法

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开绕组永磁电机零序电流2自由度PI控制

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基于模型预测控制的主动前端整流器滤波延迟补偿方法

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三相电压型PWM整流器直接功率自抗扰控制

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双馈风力发电系统网侧变换器预测占空比控制方法

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基于虚拟矢量的开绕组永磁电机电流预测控制

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开绕组永磁同步电机预测容错控制器的设计方法

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考虑采样误差的开绕组永磁电机零序电流控制器设计方法

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永磁同步电机周期性扰动双环预测抑制方法

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基于有限状态预测的开绕组永磁电机电流控制

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一种三相并网变流器电流环预测谐振控制器的设计方法

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基于双环结构的三相并网变流器电流环干扰抑制控制方法

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基于零序电流分段注入的半控型开绕组永磁电机控制方法

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一种基于状态空间的永磁电机比例谐振控制器设计方法

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基于扩展虚拟三相的开绕组永磁电机零序电流抑制方法

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本发明公开了一种永磁电机比例谐振控制器离散化设计方法，包括以下步骤：考虑到数字控制系统中存在的采样和PWM的零阶保持特性，将电机电流环的连续模型离散化，得到离散模型；在同步采样方式下，控制器的输出存在一个采样周期的延时，扩张状态空间表达式，得到电流控制系统开环模型；引入积分器消除稳态误差，结合状态反馈控制结构推导出电流控制系统闭环模型；确定电流控制闭环系统期望的零极点，利用直接零极点配置法进行电流控制器参数整定，根据参数整定方法确定电流控制器参数在线计算方法。

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本发明公开了基于扰动观测器的永磁电机电流预测谐振控制方法，所述方法包括以下步骤：建立考虑周期、非周期扰动的连续模型，基于连续模型建立电机离散化模型；基于电机离散化模型设计基于观测器的电流预测谐振控制器；对电流预测谐振控制器的参数进行整定处理。本发明建立了内置谐振控制器的模型用于抑制周期性扰动，并设计扰动观测器用于观测非周期性扰动，设计了预测谐振控制率，实现了同时对周期、非周期干扰的有效抑制。

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本发明公开了基于可调带宽型预测控制的永磁电机电流控制方法，包括：设计预测控制器，即采用扰动观测器进行模型预测，由逆变器可输出的不同电压矢量得到不同预测状态，根据预测状态和实际电流采样值设计代价函数，使代价函数最小化得到最优控制量，设计控制率得到电机的给定电压；整定控制器参数：即在代价函数中引入控制器参数，由电机离散化模型和预测控制器模型经计算得到不考虑扰动观测器、以及考虑扰动观测器的闭环系统状态方程；确定扰动观测器参数。

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本发明公开了一种基于零阶保持离散化模型的永磁电机电流预测控制方法，包括以下步骤：以永磁电机的零阶保持离散化模型为基础，分别引入计算时间延时项和扰动项，获取永磁电机延时模型和永磁电机扰动模型；以永磁电机扰动模型为基础，采用状态空间的方法设计扩张状态观测器；根据扩张状态观测器获取电压矢量引起的电流变化率和电流变化量，根据电流变化率和电流变化量、结合电压矢量的作用时间获取控制律，进而获取控制器；根据永磁电机延时模型及控制器，计算不考虑观测器时电力拖动闭环系统状态方程，并基于此设计观测器的反馈系数。

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本发明公开了一种开绕组永磁电机零序电流2自由度PI控制方法。通过延迟将零轴单相交流回路扩展为虚拟三相交流回路系统，并将其变换到dq坐标系下，实现交流量向直流量的转化。所述反馈控制器采用2自由度PI控制器；控制器参数只有一个控制器带宽；本发明克服了传统开绕组永磁电机零序电流反馈控制中PR控制器参数整定复杂、以及采用基于锁相环的共模电压补偿法中结构复杂的不足，提出一种参数整定更加简单可靠的新型控制器。

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基于模型预测控制的主动前端整流器滤波延迟补偿方法

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本发明公开了一种三相电压型PWM整流器直接功率自抗扰控制方法，包括以下步骤：获取三相电压型PWM整流器输入的瞬时有功、无功功率；将它们作为扩张状态观测器的输入，基于系统扰动量的观测值、有功、无功指令值，根据有有功、无功功率控制率分别得到控制量；根据有功无功功率控制量以及电网电压采样值，计算整流器交流侧输入电压α？β轴分量指令值；根据整流器交流侧输入电压α？β轴分量指令值，经PWM调制模块获取整流器开关信号。该方法在静止坐标系下实现整流器的直接功率控制，无需锁相环，不需对电网电压相位实时检测。

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本发明涉及双馈风力发电系统网侧变换器的一种控制方法，为针对双馈风力发电系统网侧变换器的结构特点与控制需求，提出一种双馈风力发电系统网侧变换器预测占空比控制方法，通过电压与电流采样电路得到电网三相电压值及三相电流值，经坐标变换后分别得到两相静止坐标系下电网电压值的水平轴α轴、垂直轴β轴分量以及电流值的α、β轴分量；电压值的α、β轴分量经锁相环得到电网电压实时相角θs，通过占空比等效重构确定三相最优占空比da″、db″、dc″。本发明主要应用于风力发电系统网侧变换器控制。

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本发明公开了一种基于虚拟矢量的开绕组永磁电机电流预测控制方法，包括：舍去含有共模电压的开关组合和部分零矢量开关组合，获取不含共模电压的电压矢量；利用筛选的不含共模电压的电压矢量，合成幅值随负载变化、方向与有效矢量相同的6个虚拟矢量；获取仅由电流误差项组成的开关函数的评价函数，根据13种评价函数值选取最优开关函数；将最优开关函数经过外部虚拟矢量调制后生成开关信号作用到系统。本发明克服了传统开绕组永磁电机预测控制中开关频率不固定、共模电压抑制效果有待提高等不足。

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本发明公开了一种开绕组永磁同步电机预测容错控制器的设计方法，所述方法包括以下步骤：获取开绕组永磁同步电机在断相故障条件下的电流和转矩运行特性；根据所述正常工况下运行特性、以及断相故障条件下运行特性，设计一种故障前后不需要改变控制器结构的预测容错控制器，所述预测容错控制器可应用于正常运行状态，又可在故障运行状态下抑制转矩、转速波动。本发明设计的控制器既可应用于正常运行状态，又可在故障运行状态下抑制转矩、转速波动，实现了故障前后无需切换控制器的目的。

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本发明公开了一种考虑采样误差的开绕组永磁电机零序电流控制器设计方法，所述方法包括以下步骤：对电流采样误差中的比例误差和直流偏置进行分析，获取对开绕组永磁电机控制性能的影响；获取开绕组永磁电机零序回路的零阶保持离散化模型，基于模型设计了离散化零序电流控制器并给出了相应的参数整定方法。本方法提升了在电流采样误差下开绕组永磁电机的控制性能，特别是改善了零序电流的控制稳定性，解决了在开绕组永磁电机系统中由电流采样误差产生的转矩波动等问题。

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本发明公开了一种永磁同步电机周期性扰动双环预测抑制方法，包括：设计电流环主预测控制器并嵌入抑制非周期性扰动的电流环扰动观测器，构造成本函数并通过最小化求解获得最优的定子给定控制电压；设计电流环额外嵌入的扰动抑制环路及扰动控制器；设计速度环主预测控制器并嵌入抑制非周期性扰动的速度环扰动观测器，构造另一成本函数并解得最优参考q轴电流；设计速度环上额外嵌入的扰动抑制环路及扰动控制器。

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本发明公开了一种基于有限状态预测的开绕组永磁电机电流控制方法，所述控制方法包括以下步骤：电流内环控制器采用有限状态模型预测控制器，供电时共产生64种开关组合；所述有限状态模型预测控制器根据电机的离散数学模型，预测出每种开关组合作用下对应下一时刻的电流预测值；获取仅由电流误差项和共模电压抑制项组成的开关函数的评价函数；选择使评价函数值最小的开关组合作为最优开关组合作用系统，实现对电流控制的同时兼顾共模电压的抑制。本发明克服传统开绕组永磁电机矢量控制方法结构复杂，需要额外空间电压矢量调制环节等不足。

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本发明公开了一种三相并网变流器电流环预测谐振控制器的设计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：在分析离散控制系统特性的基础上，建立零阶保持特性的离散化模型；在所述零阶保持特性的离散化模型的基础上结合谐振控制器构建变流器电流预测模型，并基于未来多个时刻控制与输出的关系获取价值函数中的电流给定矩阵，进而设计出预测谐振控制器，对预测谐振控制器的参数进行整定。本方法所设计的预测谐振控制能够有效提高并网变流器电流环谐振控制的动态响应，暂态过程时间可通过改变权系数进行调整。

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本发明公开了一种基于双环结构的三相并网变流器电流环干扰抑制控制方法，包括：给定跟踪环和干扰抑制环构成了双环控制结构；获取给定跟踪控制器在离散时域中的扩张状态空间表达式，得到系统开环模型；根据反馈控制律和系统开环模型，得到系统闭环模型，并进行极点配置；对获取到的基于多项式内模的重复控制器的表达式进行改进，以此改善频率响应；为了消除直流分量，在基于多项式内模的重复控制器上并联由二阶带阻滤波器、一阶低通滤波器和比例积分控制器串联组成的控制器。

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基于零序电流分段注入的半控型开绕组永磁电机控制方法

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本发明公开了一种基于状态空间的永磁电机比例谐振控制器设计方法，包括：在状态反馈控制结构中加入包含谐振积分器的反馈回路，确定积分器引入的积分状态，并相应地扩张永磁电机电流环连续状态空间表达式，使永磁电机电流环系统模型包含积分状态；根据状态反馈控制结构确定控制律，结合控制律和扩张后的状态空间表达式，得到电机电流闭环系统的状态空间表达式；对谐振控制器进行离散化处理，获取可以用在实际数字控制系统的谐振控制器；在状态反馈控制结构中加入电流环谐振控制器输出限幅和抑制积分饱和策略。

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本发明公开了一种基于扩展虚拟三相的开绕组永磁电机零序电流抑制方法，所述方法包括以下步骤：通过虚拟三相扩展将单相零序电流扩展为三相各差120°电角度的三相交流信号；再通过虚拟坐标变换将扩展出的三相交流信号转换成同步旋转坐标系下的dq两相直流信号；基于等效的离散域内开绕组永磁电机模型，并通过添加状态变量将数字实现和空间矢量脉冲宽度调制过程中带来的时间延迟考虑进电机模型之中；在离散域中设计dq轴电流控制器和零序电流控制器，分别实现对dq轴电流和零序电流的精确控制。
Analysis of wind turbine structural loads under grid fault

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Dual-Loop-Based Current Controller for Transformerless Grid-Tied Converters with Improved Disturbance Attenuation

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Transient-performance-oriented discrete-time design of resonant controller for three-phase grid-connected converters

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A dual-loop predictive control structure for permanent magnet synchronous machines with enhanced attenuation of periodic dist

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Performance improvement of semicontrolled open-winding PMSGs based on virtual zero-crossing detection and segment injection o

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Parallel-observer-based predictive current control of permanent magnet synchronous machines with reduced switching frequency

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Observer-based predictive vector-resonant current control of permanent magnet synchronous machines

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Direct Power Control for Three-Phase Two-Level Voltage-Source Rectifiers Based on Extended-State Observation

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Enhanced Predictive Current Control of Three-Phase Grid-Tied Reversible Converters with Improved Switching Patterns

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Predictive duty cycle control of three-phase active-front-end rectifiers

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Predictive direct power control for three-phase grid-connected converters without sector information

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静止坐标系下基于最优时间序列的电压型PWM整流器电流预测控制

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A modified predictive control strategy of three-phase grid-connected converters with optimized action time sequenc

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Predictive current control of three-phase grid-connected converters with constant switching frequency for wind energy systems

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Joint modeling of DFIG-based wind turbines for structural load characteristics analysis

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A novel adaptive control scheme for dynamic performance improvement of DFIG-based wind turbines

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Assessing transient response of DFIG based wind turbines during voltage dips regarding main flux saturation and rotor deep-bar effect

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基于定子磁链的双馈风力发电系统矩阵变换器调制策略