PAGE14 電工技術學報 2005年3月第20卷第3期 石健將等一種輸入端自然均流/高電壓增益組合式變換器研究 PAGE9220xx年x月 電工技術學報 Vol.xxNo.x第xx卷第x期 TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETY Mar.20xx《電工技術學報》期刊介紹和投稿模版《電工技術學報》（雙月刊）創刊于1986年，由中國電工技術學會主辦，機械工業出版社出版的綜合性學術期刊。主要涉及：電機與控制、電器、電力電子技術、電力系統、工業自動控制、電工測試、理論電工、電氣絕緣、材料、信息化技術等。《電工技術學報》為中文核心期刊，學位及研究生教育中文重要期刊。在《電工技術學報》上發表的論文被作為教授級職稱評定和博士生答辯的參考之一；在評審國家自然科學基金電工技術類項目申請時，在評審國家學位委員、評審電工技術類博士學位及博士生導師申請時，在《電工技術學報》上發表的論文也是重要的依據之一。中國電工技術學會為全國一級學會，《電工技術學報》作為學會學術交流的窗口，在電工學術界、工程界、教育界享有很高的聲譽。我刊收錄情況：被美國Ei核心源收錄，被蘇聯《文摘雜志》收錄。《電工技術學報》作為《中國學術期刊綜合評價數據庫》來源期刊全文收錄；被《中國期刊網》、《中國學術期刊（光盤版）》全文收錄；被認定為《中國科學引文數據庫》來源期刊。自創刊以來，《電工技術學報》始終站在中國電氣工業發展的最前沿，及時報道中國電氣工程領域在基礎理論工程技術應用方面具有國際、國內領先水平的科研成果。注重內容的前瞻性、創新性、基礎性、邊緣性。為提升中國電氣工業的技術水平起到重要作用。我刊編輯部地址：北京市西城區蓮花池東路102號天蓮大廈10層中國電工技術學會，郵編：100055。全國統一投稿郵箱：dgjsxb@163.com.附件為論文模版：作者姓名1.作者姓名2.字體采用楷體_GB2312四號居中，空格分隔，單倍行距1.作者工作單位（高校要到院系一級，包括所在城市和郵編2.字體采用10號仿宋_GB2312空格分隔，單倍行距字體采用仿宋_GB231210號，單倍行距，首行縮進2字符，兩端對齊，左右縮進2字符。中文摘要為獨立于正文的文字，應包括目的、方法、主要結果、主要結論等內容，且用是第三人稱寫法。摘要篇幅為300字左右。中文標題小一號黑體，居中，段前1行，段后0.8行，單倍行距永磁同步發電機與Boost斬波型變換器

非線性速度控制作者姓名1.作者姓名2.字體采用楷體_GB2312四號居中，空格分隔，單倍行距1.作者工作單位（高校要到院系一級，包括所在城市和郵編2.字體采用10號仿宋_GB2312空格分隔，單倍行距字體采用仿宋_GB231210號，單倍行距，首行縮進2字符，兩端對齊，左右縮進2字符。中文摘要為獨立于正文的文字，應包括目的、方法、主要結果、主要結論等內容，且用是第三人稱寫法。摘要篇幅為300字左右。中文標題小一號黑體，居中，段前1行，段后0.8行，單倍行距XXX1XXX1,2（1.天津工業大學電工電能新技術天津市重點實驗室天津3003872.天津大學電氣與自動化工程學院天津300072）中圖分類號自查，如果是交叉領域可以寫兩個,并用分號間隔摘要直驅式永磁同步風電系統電機側變換器的一種常見拓撲結構為二極管整流橋后接Boost斬波電路。此結構具有較強的非線性，采用普通PI控制器很難使系統在正常運行范圍內保持較好的動態性能。中圖分類號自查，如果是交叉領域可以寫兩個,并用分號間隔中文關鍵詞（4~8個）字體采用仿宋_GB231210號，單倍行距空格分隔，首行縮進2字符，左右縮進2字符關鍵詞：表貼式永磁同步發電機Boost斬波電路輸入-輸出反饋線性化最優控制理論中文關鍵詞（4~8個）字體采用仿宋_GB231210號，單倍行距空格分隔，首行縮進2字符，左右縮進2字符中圖分類號：TM???四號四號TimesNewRoman加粗字體，居中排，單倍行距NonlinearSpeedControlforaPermanentMagnetSynchronousGeneratorandtheBoost-ChopperConverter10號TimesNewRoman字體，斜體，居中排，單倍行距GengQiang1XiaChangliang1,10號TimesNewRoman字體，斜體，居中排，單倍行距（1.TianjinKeyLaboratoryofAdvancedTechnologyofElectricalEngineeringandEnergy

TianjinPolytechnicUniversityTianjin300387China

2.SchoolofElectricalEngineeringandAutomationTianjinUniversityTianjin300072China）10號TimesNewRoman字體，居中排Abstract10號TimesNewRoman字體，居中排keywords：Surfacepermanentmagnetsynchronousgenerator(SPMSG),Boostchoppercircuit,input-outputfeedbacklinearization(IOFL),optimalcontroltheory正文用雙欄排版，欄寬相等，寬度為22字符，間距147字符，采用宋體10pt正文用雙欄排版，欄寬相等，寬度為22字符，間距147字符，采用宋體10pt，英文用10pt，TimesNewRoman字體，兩端對齊，首行縮進2字符，單倍行距。標題3黑體小四，左對齊，段前8pt，段后8pt，單倍行PAGE36 電工技術學報 20XX年X月第xx卷第x期 xxx等永磁同步發電機與Boost斬波型變換器非線性速度控制 PAGE372005年1月 電工技術學報 Vol.20No.1第20卷第1期 TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETY Jan.20050引言近年來隨著風力發電技術的快速發展，風能在能源中所占的比重也迅速上升。1996年～2006年的十年間，全球風電裝機容量年平均增速為28.6%，截止到2007年末，全球風電裝機總容量已接近94000MW[1]。直驅式永磁風力發電系統具有噪聲小、可靠性高和維護成本低等優點[2]。6號宋體，左對齊，行距13磅直驅式永磁風力發電系統中一種常見的拓撲結構如圖1所示[3]，其電機側變換器由二極管整流橋和Boost斬波電路組成，為敘述方便，文中將此結構稱為Boost斬波型變換器。6號宋體，左對齊，行距13磅圖1Boost斬波型直驅式永磁風電系統拓撲結構圖國家自然科學基金重點資助項目（51037004），國家自然科學基金（51077097）和天津市科技支撐計劃重點資助項目（10ZCKFGX02800）。收稿日期20國家自然科學基金重點資助項目（51037004），國家自然科學基金（51077097）和天津市科技支撐計劃重點資助項目（10ZCKFGX02800）。收稿日期20xx-xx-xx改稿日期20xx-xx-xxenergyconversionsystemwithboost-chopperconverter圖中中文字體采用6號華文中宋，英文用TimesNewRoman字體圖1中，uA、uB、uC分別為發電機定子端電壓；uo為二極管整流橋輸出電壓；iL為電感電流；udc為直流側電壓；L為Boost電路升壓電感；S1為Boost電路功率器件；圖中中文字體采用6號華文中宋，英文用TimesNewRoman字體圖標題小五號宋體，居中排，單倍行距與三相橋式全控變換器相比，Boost斬波型變換器成本較低，結構較為簡單，系統可靠性較高，并能在一定風速范圍內實現最大風能捕獲，很多學者已經對此類變換器進行了研究[4-6]。圖標題小五號宋體，居中排，單倍行距表頭用小五號黑體，英文和數字用小五號TimesNewRoman加粗字體，居中排表文中文用六號宋體，英文用6號TimesNewRoman字體。永磁同步發電機、二極管整流橋和Boost斬波電路均具有較強的非線性，目前的控制策略多為普通的比例積分（Proportional-Integral，PI）控制[4-7]表頭用小五號黑體，英文和數字用小五號TimesNewRoman加粗字體，居中排表文中文用六號宋體，英文用6號TimesNewRoman字體。反饋線性化是一種較為常見的非線性控制方法，其核心思想是通過狀態反饋和非線性變換將非線性系統代數地轉換為全部或部分的線性系統，從而可以應用比較成熟的線性系統控制方法。由于在轉換過程中并沒有采用線性逼近的方法，即沒有忽略高階非線性項，因此該方法精確度較高。反饋線性化已廣泛應用于電力電子[8-11]、電機控制[12-14]和分布式發電[15]等多個領域。在現有的基礎上，以表貼式永磁同步發電機（SurfacePermanentMagnetSynchronousGenerator，SPMSG）為研究對象，首先根據二極管整流橋的換相點，將發電機每個電氣周期分為6個區間，在每個區間內對發電機和Boost斬波電路進行整體非線性建模；然后分區間利用輸入-輸出反饋線性化方法將非線性系統轉換為線性系統；最后根據線性最優控制原理對變換后的線性系統設計轉速控制器，使系統具有良好的動態和穩態性能。二級標題采用10號黑體，英文和數字用TimesNewRoman加粗字體，左對齊，單倍行距1二級標題采用10號黑體，英文和數字用TimesNewRoman加粗字體，左對齊，單倍行距1.1SPMSG數學模型SPMSG等效電路及空間矢量圖如圖2所示，圖中，eA、eB、eC分別為發電機定子相反電動勢；iA、iB、iC分別為發電機定子相電流；Ls為發電機定子等效相電感；Rs為發電機定子等效相電阻；PM為發電機轉子磁鏈；e和e分別為發電機轉子電氣角速度和電氣角位置；A、B、C為三相靜止坐標系，其方向為發電機定子繞組空間軸線方向；d、q為空間旋轉坐標系，以角速度e逆時針旋轉；PM與d軸重合。（a）SPMSG等效電路（b）空間矢量圖圖2SPMSG等效電路和空間矢量圖Fig.2TheequivalentcircuitandspacevectordiagramofSPMSG在發電機每個電氣周期內，二極管整流橋具有6個換相點。忽略換相續流過程，將A相和B相同時導通且電流由A相流向B相的區間稱為AB區間，則每個電氣周期可依次分為AB、AC、BC、BA、CA和CB共6個區間，每個區間內的電壓及電流關系見表1。表1不同區間內電壓電流關系Tab.1Therelationshipbetweenvoltagesandcurrentsindifferentintervals區間u0iAiBiCABuAuBiLiL0ACuAuCiL0iLBCuBuC0iLiLBAuBuAiLiL0CAuCuAiL0iLCBuCuB0iLiL以AB區間為例，由式（1）、式（4）和表1整理可得公式用10pt（TimesNewRoman）字體，上、下標用7pt，次上、下標用6pt，符號用17pt，次符號用11pt，公式用10pt（TimesNewRoman）字體，上、下標用7pt，次上、下標用6pt，符號用17pt，次符號用11pt，右對齊。公式中序號的括號用全角，右對齊由式（2）、式（3）和表1公式中序號的括號用全角，右對齊（6）1.1.1單區間仿射非線性系統標準型三級標題序號采用TimesNewRoman加粗字體，10號宋體，左對齊，單倍行距實際系統中，系統采樣頻率為發電機電氣頻率100倍以上，因此可將發電機電氣角位置看作緩慢變化的常量。以三級標題序號采用TimesNewRoman加粗字體，10號宋體，左對齊，單倍行距（7）4結論參考文獻小五號字，左對齊應選擇最近5年的論文且按文中出現的先后次序排列，在引用文句后的右上角標明參考文獻序號，參考文獻10篇以上。書類：序號作者.書名.版次.出版地：出版者，出版年.期刊類：序號作者.論文題目.期刊名.出版年，卷（期）：起止頁針對由表貼式永磁同步發電機、二極管整流橋和Boost參考文獻小五號字，左對齊應選擇最近5年的論文且按文中出現的先后次序排列，在引用文句后的右上角標明參考文獻序號，參考文獻10篇以上。書類：序號作者.書名.版次.出版地：出版者，出版年.期刊類：序號作者.論文題目.期刊名.出版年，卷（期）：起止頁論點用黑體，內容用宋體論點：在有公共支路的兩磁路中，既有兩磁通同向支路，也有兩磁通反向支路。論點用黑體，內容用宋體證明用黑體，內容用宋體證明：設因兩磁路的方向已經確定，I、II兩磁路的方向在公共支路a-c-b上相同，則I、II兩磁路方向在公共支路a-d-b上必然相反。證明用黑體，內容用宋體驗證用黑體，內容用宋體驗證：按兩閉合磁路磁通方向的各種可能性，得到有公共支路兩磁通方向的異同關系。驗證用黑體，內容用宋體附錄仿真系統參數附錄采用小4號黑體，居中排內容用小五號宋體（1）本文研究了TSMC-S/G系統起動時TSMC的調制策略，針對系統的拓撲特點，給出了兩種可行的同步電機三相六拍式工作方式與附錄采用小4號黑體，居中排內容用小五號宋體（2）推導了直流母線電流與開關狀態的數學關系，為今后研究各種調制方式對起動過程的影響奠定了基礎。（3）利用占空比作為系統閉環調節的中間變量及時調整TSMC的輸出，達到輸出方波電流、使電機快速起動至給定轉速的目的；實驗驗證了本文所提的控制策略的正確性，為TSMC-S/G系統的進一步研究與實踐奠定了基礎。參考文獻[1] XiaChangliang,SongZhanfeng.WindenergyinChina:currentscenarioandfutureperspectives[J].RenewableandSustainableEnergyReviews,2009,13(8):1966-1974.[2] ZhangS,TsengKingJet,VilathgamuwaDM,et