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完成单位：北方工业大学，哈尔滨工业大学，郑州大学

主要完成人：张晓光，王要强，安群涛，梅杨，赵克，侯本帅，何一康

项目亮点

解决了多约束条件下电机驱动系统控制自由度受限、扰动抑制效果不佳及鲁棒控制方法不足等问题，实现了系统综合控制性能提升。

项目介绍

为了适应复杂工况与多约束条件下电机驱动系统的高性能要求，本项目经过多年的持续研究，提出了具有统一控制框架的电机模型预测控制结构，解决了多约束条件下电机驱动系统控制自由度受限、模型参数对控制性能的影响机理不明、扰动抑制效果不佳等科学问题与技术瓶颈，实现了系统综合控制性能提升，主要科学发现概括如下：

（1）提出交流电机模型预测电压控制结构，发现了其与现有控制结构的理论等效性，在此基础上进一步提出死区时变模型预测控制与四段式模型预测控制等系统思想，发展了交流电机模型预测控制理论体系。

（2）建立了交流电机驱动系统鲁棒电流控制思想。提出扰动补偿预测控制与误差消除预测控制等不同的电流控制方法，揭示了模型参数对控制性能的影响机理，从模型与控制两方面克服了电流控制性能依赖于模型准确性的弊端。

（3）构建了电机系统扩展滑模扰动观测技术。以该观测技术为基础，提出了基于变速趋近律的扰动抑制滑模速度控制方法；从趋近律角度探明了交流电机滑模控制系统抖振发生机理，提出了一系列变速滑模趋近律及相应的电机速度控制方法，为复杂工况下电机系统抗扰能力提升提供了有效的理论支撑。

项目8篇代表作SCI他引1142次，其中多篇入选ESI高被引论文，项目共发表SCI期刊50余篇，出版中文专著1部；获得国际SCI期刊最佳论文奖、IEEE国际会议最佳论文奖等学术奖励6项，并得到国内外多位院士和IEEE Fellow的正面引用和评价。

项目图片

电机平台

试验台-1

试验台-2

试验台-3

完成单位介绍及对项目的贡献

第一完成单位 北方工业大学：北京市属重点高校，先后隶属于中央重工业部、冶金工业部、1998年9月起以北京市管理为主。电气领域建设有电力电子与电气传动北京市工程研究中心、北京市电力节能协同创新中心等省部级平台四个，在电机系统控制理论与技术的研究及应用方面特色鲜明，对本项目的全部创新点均做出了贡献。

第二完成单位 哈尔滨工业大学：是工业和信息化部直属的全国重点大学，是国家“双一流”，“985工程”和“211工程”重点建设的高水平研究型大学。哈工大拥有7个国家级重点实验室，9个国家工程研究中心、工程实验室，1个国家级协同创新中心，5个国际联合中心/科技合作基地，41个部级重点实验室/研究中心，对本项目的创新点2与3做出了贡献。

第三完成单位 郑州大学：是中华人民共和国教育部与河南省人民政府“部省合作共建高校”、国家“双一流”建设高校、“211工程”建设高校。有国家级教学团队4个，国家级教学名师6人，国家级专业综合改革试点专业6个，国家级特色专业14个，对本项目的创新点3做出了贡献。

第一完成人简介

张晓光 教授

北方工业大学

张晓光，北方工业大学教授，博导，北京市工程研究中心主任，北京市委组织部“青年拔尖人才”、北京市“科技新星”。2014年在哈尔滨工业大学获博士学位，2012-2013年在美国威斯康辛大学麦迪逊分校WEMPEC实验室进行联合培养。从事交流电机控制理论及应用的研究工作，第一作者/通讯作者发表SCI/EI论文100余篇，6篇入选ESI高被引论文/热点论文，出版专著一部；主持国家自然科学基金（3项）、北京市自然科学基金、北京市科技专项、企业合作项目等20余项，获得北京市自然科学二等奖（排名1）、中国电源学会科技进步二等奖（排名1）、中国发明协会发明创新二等奖（排名1）、SCI期刊与多个IEEE国际会议最佳论文奖等科研奖励10余项；担任IET Power Electronics期刊编委及Associate Editor、《电工技术学报》特邀副主编等。