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基于磁导等效分离的无轴承永磁同步电机齿槽转矩解析

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电工技术学报 2025年

作者：卢志远王宇王锁南京航空航天大学自动化学院

对于应用于高精度场合的无轴承永磁同步电机(Bearing-Less Permanent Magnet Synchronous Motor， BLPMSM)，齿槽转矩的存在会对电机运行的稳定性造成严重影响。现有齿槽转矩解析方式多针对机械轴承电机，未考虑无轴承电机中特有的转子... 详细信息

对于应用于高精度场合的无轴承永磁同步电机(Bearing-Less Permanent Magnet Synchronous Motor， BLPMSM)，齿槽转矩的存在会对电机运行的稳定性造成严重影响。现有齿槽转矩解析方式多针对机械轴承电机，未考虑无轴承电机中特有的转子偏心情况，由此不适用于无轴承电机。本文提出一种考虑转子偏心的无轴承永磁同步电机分离磁导齿槽转矩解析方式，首先引入气隙畸变函数，分析转子偏心后的气隙变化，对气隙磁导进行重构；随后基于磁路法，将电机磁导分离为两部分，进一步将电机内部磁场和齿槽转矩等效为一台机械轴承永磁同步电机与一台变磁导电机叠加而成，并通过仿真验证解析式的正确性；最后，基于所提出解析式，在控制系统中引入齿槽转矩前馈补偿，并通过仿真和实验，验证补偿方式的有效性和优越性。

关键词：无轴承永磁同步电机齿槽转矩磁场调制理论转子偏心等效气息磁导

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基于微分博弈的导弹避撞协同制导律设计

系统工程与电子技术 2025年

作者：杨知沐张绍杰张朝原王浩宇赵卯卯南京航空航天大学自动化学院

针对导弹多对一追逃系统存在控制受限、目标可识别来袭进行躲避、集群计算量大和弹间易发生碰撞的问题，开展基于微分博弈的集散式避撞协同制导律研究。首先，将集群中的智能体分为领弹和从弹，针对领弹和目标，构建双方博弈对抗性能指... 详细信息

针对导弹多对一追逃系统存在控制受限、目标可识别来袭进行躲避、集群计算量大和弹间易发生碰撞的问题，开展基于微分博弈的集散式避撞协同制导律研究。首先，将集群中的智能体分为领弹和从弹，针对领弹和目标，构建双方博弈对抗性能指标函数，结合自适应动态规划(adaptive dynamics programming， ADP)技术，对追逃双方最优控制策略进行在线求解，并利用Lyapunov法证明稳定性；然后，基于多智能体一致性理论和代数图论，以弹目相对距离为协调变量，结合滑模控制法，实现从弹间的分布式协同。最后，针对协调弹目相对距离时产生的碰撞问题，利用人工势场法，实现整个集群系统智能体间的避撞。仿真结果验证了当目标采取最优机动时，本文所提制导律的有效性。

关键词：多对一追逃微分博弈分布式协同滑模控制人工势场法

弹性伺服系统高性能位置控制器设计及增益边界分析

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电工技术学报 2025年

作者：牛泽农黄文新卜飞飞赵亚俊南京航空航天大学自动化学院

针对弹性伺服系统带宽受反谐振频率限制问题，提出了两种基于状态反馈的位置控制器设计方法。含积分的状态反馈控制采用零极点对消法降低了闭环系统的阶数，频域上最优速度前馈设计提高了动态性能。无积分的状态反馈控制取消了速度环积... 详细信息

针对弹性伺服系统带宽受反谐振频率限制问题，提出了两种基于状态反馈的位置控制器设计方法。含积分的状态反馈控制采用零极点对消法降低了闭环系统的阶数，频域上最优速度前馈设计提高了动态性能。无积分的状态反馈控制取消了速度环积分部分，用观测扰动补偿输出转矩，消除稳态误差。采用最大峰值灵敏度理论分析可得，取消速度环积分的设计有更大增益边界，且所得极限增益为实际应用中带宽选择提供了合理指导。在同步带轮伺服系统上验证了所提方法的有效性，实验表明所提状态反馈位置控制具有良好的动态响应和较宽的增益选择范围。

关键词：伺服控制双惯量系统状态反馈控制增益边界

基于反转磁势消除的永磁薄片电机任意两相断路容错控制

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电工技术学报 2025年

作者：王锁王宇南京航空航天大学自动化学院

针对永磁薄片电机运行过程中发生悬浮绕组两相断路的情况，现有的容错补偿方案多以功率最优为约束条件对重构电流进行求解，而忽略了绕组的反转磁势对悬浮力的影响，造成了容错运行后电机悬浮力脉动增加，悬浮性能下降的情况，同时也无... 详细信息

针对永磁薄片电机运行过程中发生悬浮绕组两相断路的情况，现有的容错补偿方案多以功率最优为约束条件对重构电流进行求解，而忽略了绕组的反转磁势对悬浮力的影响，造成了容错运行后电机悬浮力脉动增加，悬浮性能下降的情况，同时也无法对六齿电机下的相隔一相的两相断路情况进行容错控制。针对现有容错方案的不足，本文提出了一种单绕组薄片电机任意两相断路容错补偿方案。在电流重构过程中，以消除反转磁矢量为原则，构造符合反转磁矢量两两互差180°而相互抵消的四相容错电流，消除反转磁势，产生平稳悬浮力，实现六齿薄片电机任意两相容错前后的悬浮性能不变。最后，以一台六相单绕组的薄片电机为例，进行两相断路容错实验，验证本文理论的正确。

关键词：薄片电机容错控制磁势抵消反转磁势

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先进飞行器复合抗干扰控制技术综述

航空学报 2025年

作者：陈谋黄正国申耀华刘凡南京航空航天大学自动化学院

随着信息技术和人工智能技术的快速发展，先进飞行器在军事和民用领域的应用越来越广泛。但随着执行的任务和工作环境变得越来越复杂，使得对飞行控制的要求也越来越高。如何在外部干扰等综合影响下，保证先进飞行器飞行控制系统的鲁棒... 详细信息

随着信息技术和人工智能技术的快速发展，先进飞行器在军事和民用领域的应用越来越广泛。但随着执行的任务和工作环境变得越来越复杂，使得对飞行控制的要求也越来越高。如何在外部干扰等综合影响下，保证先进飞行器飞行控制系统的鲁棒性与安全性是近年来的研究热点之一。基于国内外现有的研究成果，本文综述了先进飞行器复合抗干扰技术的研究现状并展望了未来的研究发展方向。主要从先进飞行器多种时变干扰下的多干扰观测器协同复合控制，时变干扰与未建模动态综合作用下的复合抗扰控制，输入/输出与状态约束下的复合抗扰控制，以及基于干扰耦合利用的复合抗扰控制几个方面，分析了相应复合抗干扰控制器设计原理，并综述了目前已解决的关键技术。最后，对先进飞行器复合抗干扰控制技术的未来研究方向进行了展望。

关键词：先进飞行器复合抗干扰控制干扰观测器神经网络输入约束状态约束输出约束

面向低频脉冲负载的三端口整流器电容能量平衡控制技术

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电工技术学报 2025年第4期40卷 1180-1192页

作者：栾信宇王宇吴章武南京航空航天大学自动化学院南京210016

脉冲功率型负载广泛应用于地面、舰船及航空供电系统,其频率变化具有难以预测的随机性。传统双环PI控制下系统调节时间缓慢、电压纹波较大、动态性能有待提高。为提高系统在脉冲频率变化时的动态响应能力,该文基于三端口脉冲功率解耦-... 详细信息

脉冲功率型负载广泛应用于地面、舰船及航空供电系统,其频率变化具有难以预测的随机性。传统双环PI控制下系统调节时间缓慢、电压纹波较大、动态性能有待提高。为提高系统在脉冲频率变化时的动态响应能力,该文基于三端口脉冲功率解耦-整流器提出电容能量平衡控制方法。首先,介绍三端口整流器的工作原理,指出传统双环PI控制面临负载频率突变时存在动态调节性能不佳这一局限性;其次,针对脉冲负载的特殊性质,分析传统电容电荷平衡控制不能直接应用于脉冲负载的原因,并提出快速补偿能量差值的电容能量平衡控制方法,提高三端口整流器的动态调节能力;最后,通过实验验证所提控制方法的可行性。当检测到脉冲负载频率突增时,采用所提控制策略可以快速地控制解耦电容电压达到新的稳态值,减小解耦电容的电压纹波,有效优化系统的动态性能。

关键词：脉冲负载功率解耦频率突变能量平衡控制动态响应

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脉冲压缩在超声导波钢轨断裂检测的应用研究

电子测量技术 2025年第03期 112-117页

作者：许溢航王平杨元王勇南京航空航天大学自动化学院

为提高超声导波钢轨断裂检测距离与断面定位精度，保证钢轨服役期间安全性。本研究采用Barker码编码方式与凯塞窗函数对激励信号进行调制，扩展激励信号时宽，增强发射信号能量，通过对检测信号进行脉冲压缩处理，提高缺陷信号分辨率。... 详细信息

为提高超声导波钢轨断裂检测距离与断面定位精度，保证钢轨服役期间安全性。本研究采用Barker码编码方式与凯塞窗函数对激励信号进行调制，扩展激励信号时宽，增强发射信号能量，通过对检测信号进行脉冲压缩处理，提高缺陷信号分辨率。开展有限元仿真研究，搭建钢轨三维仿真模型，并模拟钢轨断裂损伤情况。钢轨断裂程度为20%时，采用多周期正弦波信号激励，直达波信号的主波包信号与相邻波包信号峰峰值之比为1.065,而采用Barker13编码信号激励，直达波信号的主波包信号与相邻波包信号峰峰值比提高到2.542。分析不同断裂程度下的缺陷回波信号特征，采用Barker13编码激励信号回波信号强度幅值变化在40 dB以上，经有限元仿真研究可知，编码激励与脉冲压缩技术有效提高检测信号的分辨率与信号幅值。结合线下长距离钢轨检测实验，采用多周期正弦波信号所得到的检测信号，始波与回波信号成分复杂，时间差计算困难，而脉冲压缩技术有效提高检测信号信噪比，改善始波信号与回波信号的信号分辨率，断面定位准确率为99.3%。编码激励和脉冲压缩技术有效提高检测信号的幅值以及检测定位精度，为长距离钢轨断面定位提供技术手段。

关键词：钢轨断裂超声导波检测巴克码凯塞窗脉冲压缩

基于改进多目标海洋捕食者算法的舰船目标攻击规划

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现代防御技术 2025年

作者：李朔周同乐陈谋南京航空航天大学自动化学院

舰船目标的攻击规划是一个收敛难、局部最优点多的复杂多目标优化问题，传统的优化算法因收敛慢、容易陷入局部最优等问题难以进行寻优，本文提出一种基于混合更新策略的多目标海洋捕食者算法的舰船目标攻击规划方法。通过改进种群初始... 详细信息

舰船目标的攻击规划是一个收敛难、局部最优点多的复杂多目标优化问题，传统的优化算法因收敛慢、容易陷入局部最优等问题难以进行寻优，本文提出一种基于混合更新策略的多目标海洋捕食者算法的舰船目标攻击规划方法。通过改进种群初始化方式，构建基于运动状态系数的优化阶段划分策略，建立混合运动模式，来提升舰船目标攻击规划求解的各个优化阶段中开发和探索的空间，提高全局优化性能，以获得最优的舰船目标攻击方案。通过三个不同场景的测试验证，本文所提出的基于混合更新策略的多目标海洋捕食者算法具有最佳的寻优性能，能够更准确地进行攻击舰船目标的规划。

关键词：改进多目标海洋捕食者算法攻击规划舰船目标运动状态函数混合更新策略

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基于速度协同一致的分布式无人机集群技术

兵工自动化 2025年第1期44卷 102-109页

作者：许为乐李春涛南京航空航天大学自动化学院南京211106

针对无人机集群中交互机制和运动决策问题,提出一种基于速度协同一致的分布式无人机集群方法。无人机采用区域化固定邻居数目(regionalized fixed number of neighbors,RFNN)交互机制,仅与周围少量无人机进行信息交互,使邻居信息得以高... 详细信息

针对无人机集群中交互机制和运动决策问题,提出一种基于速度协同一致的分布式无人机集群方法。无人机采用区域化固定邻居数目(regionalized fixed number of neighbors,RFNN)交互机制,仅与周围少量无人机进行信息交互,使邻居信息得以高效利用,有效避免冗余信息带来的通信资源浪费。根据无人机与其邻居之间的相对位置和速度约束关系设计速度协同量作为自身期望速度,解决集群运动中的无人机控制问题,且提高无人机群同步收敛性能。仿真实验结果表明:该方法能够仅通过局部交互作用实时协调无人机之间的速度,实现集群有序运动和集群速度跟踪。

关键词：分布式无人机集群速度协同区域化固定邻居数目集群速度跟踪

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