清华大学电机工程系小薇教授的研究小组“永磁电机高性能控制方法”获得一个特殊的金牌(金奖和被陪审团)特别推荐在第46届日内瓦国际发明展览会于4月11 - 15号举行。

永磁电机控制系统有广泛的应用。由于高阶非线性系统模型的特点,以及强耦合的电,磁,热字段和多个物理因素带来的各种复杂的条件下,如何实现系统的高性能和高可靠性的操作目前面对的是一个重要的难题,也是一个重要的技术瓶颈限制了许多行业的发展。

为此,该项目旨在工业自动化设备的实际需要的工业机器人、数控机床等,和高动态响应进行研究,高可靠性和高精度控制的交流电机。

项目的主要结果包括:

一组方法和增量预测控制策略提出了交流永磁电机。理论分析和优化设计方法,并给出了控制系统。转矩的动态响应速度,可以提高系统的稳定性。

针对电动机的速度控制,极低的一组位置和速度低延迟采样、滤波算法和插值预测方法提出了可有效降低速度和位置测量延迟,提高速度和位置控制精度;

针对永磁电机损耗的问题,基于扩展卡尔曼滤波的动态观测方法提出了从电动机控制的角度。它可以实现动态在线监测、分析和最优控制的永磁电机磁场的变化。

成就通过清华大学和相关公司合作,开发的高性能运动控制系统已广泛应用于机器人、加工中心和各种工业自动化设备。用户单位包括20多个国内外电力驱动设备公司。

典型应用案例包括:定位的关键技术实现多轴伺服控制在关节机器人,它已经开始占领大量市场份额;电机驱动的高压断路器基于高动态响应算法填补国内行业,并在中国取得了第一组的成功操作。