電力拖動(dòng)及智能控制

 

　　電力拖動(dòng)及智能控制是株洲工學(xué)院電機(jī)與電器以及電力電子與電力傳動(dòng)學(xué)科緊密結(jié)合國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迫切需要?jiǎng)?chuàng)立的研究方向。本研究方向以在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)占有重要地位的電力拖動(dòng)系統(tǒng)為背景，以采用先進(jìn)智能控制理論及技術(shù)解決電力拖動(dòng)系統(tǒng)中的復(fù)雜控制問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)常規(guī)控制手段難以達(dá)到的控制目標(biāo)為研究?jī)?nèi)容。它的研究與發(fā)展，對(duì)于推動(dòng)電氣工程一級(jí)學(xué)科的發(fā)展有著重要意義，也將為我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)進(jìn)一步高速發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

在我院名譽(yù)院長(zhǎng)、電氣工程學(xué)科顧問(wèn)劉友梅院士的指導(dǎo)下，以張昌凡教授為首的學(xué)術(shù)梯隊(duì)圍繞本研究方向，對(duì)以下三個(gè)方面展開(kāi)了長(zhǎng)期的研究與開(kāi)發(fā)工作：

　　（1）交流傳動(dòng)系統(tǒng)的智能控制；

　?。?）包裝印刷設(shè)備的智能控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)；

　?。?）基于信息融合的電力拖動(dòng)故障診斷系統(tǒng)。

　　經(jīng)過(guò)多年的艱苦努力，已形成了穩(wěn)定的研究方向，成為我們的傳統(tǒng)強(qiáng)項(xiàng)和特色研究方向，尤其是在交流傳動(dòng)系統(tǒng)的智能控制方面，針對(duì)交流傳動(dòng)等快速變化的非線性復(fù)雜系統(tǒng)，創(chuàng)造性地提出了基于智能協(xié)調(diào)的電力拖動(dòng)控制方法。在智能變結(jié)構(gòu)控制方法及其在交流傳動(dòng)中的應(yīng)用研究上更是獨(dú)具特色。智能變結(jié)構(gòu)易于工程實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，對(duì)于將智能控制理論有效地運(yùn)用到工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際中去有著重要的科學(xué)意義。

近五年來(lái)，本研究方向取得了豐碩成果，其中，“智能圖像信息處理方法及其在工業(yè)系統(tǒng)中的應(yīng)用”獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，“智能模糊電氣拖動(dòng)與控制技術(shù)”等5項(xiàng)項(xiàng)目獲得了省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)勵(lì)。完成了電力機(jī)車(chē)研究所等國(guó)家大中型企業(yè)攻關(guān)和技術(shù)改造等項(xiàng)目十項(xiàng)。在《中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)》、《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》和《控制理論與應(yīng)用》等國(guó)內(nèi)外重要刊物以及IEEE等國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表論文40余篇。出版《滑模變結(jié)構(gòu)的智能控制理論及應(yīng)用》等4部專(zhuān)著。主編了國(guó)家“十五”規(guī)劃教材《印刷設(shè)備電路與控制》等2部教材。

　　本研究方向始終瞄準(zhǔn)國(guó)際研究的前沿，不斷深化對(duì)現(xiàn)代電力拖動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)的研究。目前，正承擔(dān)省部級(jí)科研項(xiàng)目5項(xiàng)，橫向科研項(xiàng)目2項(xiàng)，合計(jì)科研經(jīng)費(fèi)達(dá)60余萬(wàn)元。通過(guò)對(duì)智能控制的結(jié)構(gòu)、特性及控制算法的進(jìn)一步研究，將先進(jìn)的智能控制理論與技術(shù)應(yīng)用于對(duì)電力拖動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵控制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，如交流電機(jī)的無(wú)速度傳感器矢量控制技術(shù)、參數(shù)自適應(yīng)技術(shù)及故障診斷技術(shù)等，為現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展起到有力的促進(jìn)作用，其研究領(lǐng)域具有很好的理論和應(yīng)用價(jià)值。

　　

　　現(xiàn)代電力電子系統(tǒng)

 

　　現(xiàn)代電力電子系統(tǒng)是由電力技術(shù)、控制理論和電子學(xué)等學(xué)科發(fā)展起來(lái)的新型交叉學(xué)科，已逐步發(fā)展成為一門(mén)包含眾多學(xué)科的綜合性技術(shù)學(xué)科，在短短的幾十年間得以飛速發(fā)展。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著新器件、新理論、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)與發(fā)展，特別是與微電子（計(jì)算機(jī)與信息）技術(shù)的日益融合，現(xiàn)代電力電子系統(tǒng)的應(yīng)用從機(jī)械、石化、紡織、冶金、電力、鐵路、航空、航海等領(lǐng)域，進(jìn)一步擴(kuò)展到汽車(chē)、現(xiàn)代通信、家用電器、醫(yī)療設(shè)備、燈光照明等領(lǐng)域，已成為各國(guó)競(jìng)相研究的熱點(diǎn)。

該研究方向有一支知識(shí)結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)合理的學(xué)術(shù)研究隊(duì)伍，其中，學(xué)術(shù)帶頭人黎煜忻教授留學(xué)美國(guó)，獲得美國(guó)Virginia州立大學(xué)電力電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)博士學(xué)位。經(jīng)過(guò)多年的努力，已形成了穩(wěn)定的研究方向，成為我們的傳統(tǒng)強(qiáng)項(xiàng)和特色研究方向。主要研究?jī)?nèi)容包括：

　?。?）新型全控型自關(guān)斷電力半導(dǎo)體器件；

　?。?）高頻PWM整流器與逆變器控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)；

　?。?）用戶電力技術(shù)（CP）和靈活交流輸電系統(tǒng)（FACTS）。

圍繞上述研究?jī)?nèi)容，我們開(kāi)展了以下方面的研究：①改善電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)；②有效地抑制電網(wǎng)側(cè)和負(fù)載側(cè)的諧波污染；③進(jìn)一步提高系統(tǒng)的效率，實(shí)現(xiàn)大幅度節(jié)能；④加快系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度；⑤有效地控制環(huán)境噪聲污染。以黎煜忻教授為學(xué)術(shù)帶頭人的學(xué)術(shù)隊(duì)伍取得了一批可喜的成果?？蒲许?xiàng)目“應(yīng)用于電力機(jī)車(chē)牽引的高頻PWM單相整流器的研究”和“高頻PWM三相整流器控制系統(tǒng)研究”分別獲得中國(guó)包裝總公司科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)；獲得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利1項(xiàng)；承擔(dān)省部級(jí)科研項(xiàng)目5項(xiàng)，橫向科研課題1項(xiàng)，合計(jì)科研經(jīng)費(fèi)達(dá)50余萬(wàn)元；撰寫(xiě)了30余篇論文在國(guó)內(nèi)外重要刊物以及IEEE匯刊、國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表，其中有10余篇列入三大檢索；出版了學(xué)術(shù)專(zhuān)著2部，教材1部。

現(xiàn)代電力電子系統(tǒng)研究方向?qū)W術(shù)梯隊(duì)成員將針對(duì)電力電子系統(tǒng)強(qiáng)非線性、強(qiáng)干擾、快速瞬態(tài)過(guò)程等特點(diǎn)，密切跟蹤現(xiàn)代電力電子技術(shù)領(lǐng)域的最新動(dòng)向，進(jìn)一步深化對(duì)現(xiàn)代電力電子系統(tǒng)中的高頻PWM整流器與逆變器控制技術(shù)的理論及應(yīng)用研究，逐步解決現(xiàn)代電力電子技術(shù)中的各種主要關(guān)鍵控制技術(shù)，如智能功率模塊IPM、模塊化并聯(lián)技術(shù)、諧波抑制和無(wú)功補(bǔ)償、無(wú)速度傳感器矢量控制技術(shù)、參數(shù)自適應(yīng)技術(shù)與預(yù)測(cè)控制技術(shù)等，期望在未來(lái)幾年內(nèi)，本學(xué)術(shù)梯隊(duì)在現(xiàn)代電力系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域即用戶電力技術(shù)（CP）和靈活交流輸電系統(tǒng)（FACTS）取得進(jìn)一步的成果。

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