電力拖動及智能控制

　　電力拖動及智能控制是株洲工學院電機與電器以及電力電子與電力傳動學科緊密結(jié)合國民經(jīng)濟發(fā)展的迫切需要創(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系統(tǒng)為背景，以采用先進智能控制理論及技術解決電力拖動系統(tǒng)中的復雜控制問題，實現(xiàn)常規(guī)控制手段難以達到的控制目標為研究內(nèi)容。它的研究與發(fā)展，對于推動電氣工程一級學科的發(fā)展有著重要意義，也將為我國現(xiàn)代工業(yè)進一步高速發(fā)展奠定堅實的基礎。
在我院名譽院長、電氣工程學科顧問劉友梅院士的指導下，以張昌凡教授為首的學術梯隊圍繞本研究方向，對以下三個方面展開了長期的研究與開發(fā)工作：
　?。?）交流傳動系統(tǒng)的智能控制；
　　（2）包裝印刷設備的智能控制技術實現(xiàn)；
　　（3）基于信息融合的電力拖動故障診斷系統(tǒng)。
　　經(jīng)過多年的艱苦努力，已形成了穩(wěn)定的研究方向，成為我們的傳統(tǒng)強項和特色研究方向，尤其是在交流傳動系統(tǒng)的智能控制方面，針對交流傳動等快速變化的非線性復雜系統(tǒng)，創(chuàng)造性地提出了基于智能協(xié)調(diào)的電力拖動控制方法。在智能變結(jié)構(gòu)控制方法及其在交流傳動中的應用研究上更是獨具特色。智能變結(jié)構(gòu)易于工程實現(xiàn)的特點，對于將智能控制理論有效地運用到工業(yè)生產(chǎn)實際中去有著重要的科學意義。
近五年來，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)中的應用”獲國家科技進步二等獎，“智能模糊電氣拖動與控制技術”等5項項目獲得了省部級科技進步獎勵。完成了電力機車研究所等國家大中型企業(yè)攻關和技術改造等項目十項。在《中國電機工程學報》、《電工技術學報》和《控制理論與應用》等國內(nèi)外重要刊物以及IEEE等國際學術會議上發(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用》等4部專著。主編了國家“十五”規(guī)劃教材《印刷設備電路與控制》等2部教材。
　　本研究方向始終瞄準國際研究的前沿，不斷深化對現(xiàn)代電力拖動系統(tǒng)控制技術的研究。目前，正承擔省部級科研項目5項，橫向科研項目2項，合計科研經(jīng)費達60余萬元。通過對智能控制的結(jié)構(gòu)、特性及控制算法的進一步研究，將先進的智能控制理論與技術應用于對電力拖動系統(tǒng)關鍵控制技術的實現(xiàn)，如交流電機的無速度傳感器矢量控制技術、參數(shù)自適應技術及故障診斷技術等，為現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展起到有力的促進作用，其研究領域具有很好的理論和應用價值。
　　
　　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、控制理論和電子學等學科發(fā)展起來的新型交叉學科，已逐步發(fā)展成為一門包含眾多學科的綜合性技術學科，在短短的幾十年間得以飛速發(fā)展。進入21世紀，隨著新器件、新理論、新技術的不斷涌現(xiàn)與發(fā)展，特別是與微電子（計算機與信息）技術的日益融合，現(xiàn)代電力電子系統(tǒng)的應用從機械、石化、紡織、冶金、電力、鐵路、航空、航海等領域，進一步擴展到汽車、現(xiàn)代通信、家用電器、醫(yī)療設備、燈光照明等領域，已成為各國競相研究的熱點。
該研究方向有一支知識結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)合理的學術研究隊伍，其中，學術帶頭人黎煜忻教授留學美國，獲得美國Virginia州立大學電力電子技術專業(yè)博士學位。經(jīng)過多年的努力，已形成了穩(wěn)定的研究方向，成為我們的傳統(tǒng)強項和特色研究方向。主要研究內(nèi)容包括：
　　（1）新型全控型自關斷電力半導體器件；
　?。?）高頻PWM整流器與逆變器控制系統(tǒng)中的關鍵應用技術；
　?。?）用戶電力技術（CP）和靈活交流輸電系統(tǒng)（FACTS）。
圍繞上述研究內(nèi)容，我們開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)和負載側(cè)的諧波污染；③進一步提高系統(tǒng)的效率，實現(xiàn)大幅度節(jié)能；④加快系統(tǒng)的動態(tài)響應速度；⑤有效地控制環(huán)境噪聲污染。以黎煜忻教授為學術帶頭人的學術隊伍取得了一批可喜的成果?？蒲许椖?ldquo;應用于電力機車牽引的高頻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”分別獲得中國包裝總公司科技進步二等獎和三等獎；獲得國家發(fā)明專利1項；承擔省部級科研項目5項，橫向科研課題1項，合計科研經(jīng)費達50余萬元；撰寫了30余篇論文在國內(nèi)外重要刊物以及IEEE匯刊、國際學術會議上發(fā)表，其中有10余篇列入三大檢索；出版了學術專著2部，教材1部。
現(xiàn)代電力電子系統(tǒng)研究方向?qū)W術梯隊成員將針對電力電子系統(tǒng)強非線性、強干擾、快速瞬態(tài)過程等特點，密切跟蹤現(xiàn)代電力電子技術領域的最新動向，進一步深化對現(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的理論及應用研究，逐步解決現(xiàn)代電力電子技術中的各種主要關鍵控制技術，如智能功率模塊IPM、模塊化并聯(lián)技術、諧波抑制和無功補償、無速度傳感器矢量控制技術、參數(shù)自適應技術與預測控制技術等，期望在未來幾年內(nèi)，本學術梯隊在現(xiàn)代電力系統(tǒng)應用領域即用戶電力技術（CP）和靈活交流輸電系統(tǒng)（FACTS）取得進一步的成果。