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本書針對航太發動機改陸用發電的微型燃氣輪機的控制進行研究。首先對航改微型燃氣輪機發電技術進行概述；然後對微型燃氣輪機發電系統各組成部分進行分析，分析各組成的工作原理、系統能量傳輸機理、系統功率變換實現及控制；最後重點對微型燃氣輪機的若干關鍵技術進行研究。書中給出的數學建模、控制策略、效率優化方法等對於航太發動機的控制具有重要的借鑒意義。
本書可作為熱能動力燃氣輪機、電氣工程分散式發電等專業教師和研究生的參考書，同時對從事微型燃氣輪機發電技術、分散式發電系統研究的科研人員具有一定的參考價值。
段建東，哈爾濱工業大學副研究員，主持國家自然科學基金青年專案、中國博士後基金等課題。主要從事電儲能與燃氣動力系統性能提升、超級電容儲能技術、功率變換與控制技術等方面的研究。發表學術論文20餘篇，獲國家授權發明專利10余項。
趙克，博士，哈爾濱工業大學副教授，碩士生導師。目前主要從事交流永磁電機控制與驅動、大功率能量變換系統等方向的科研工作。作為負責人主持哈工大科研創新基金項目、中石油科技創新基金項目，並參與課題組承擔的國家自然科學基金項目及企業科技合作等科研項目。發表SCI、EI論文20餘篇，獲國家授權發明專利10余項。
孫力，哈爾濱工業大學教授，博士生導師，電磁驅動與控制研究所所長，IEEE會員。主要從事電儲能技術、電能品質控制及其在電力系統中應用、大功率電機驅動控制系統、電氣系統電磁相容技術等方面的研究。獲得國家科技進步二等獎1項，航太總公司科技進步一等獎1項，科技進步二等獎3項。發表科研論文100餘篇。
第1章概述
1.1微燃機發電技術的國內外研究現狀
1.1.1微燃機發電系統的拓撲結構
1.1.2國外發展狀況及趨勢
1.1.3國內發展現狀
1.2電控系統的主要問題與關鍵技術
1.2.1電控系統結構及性能要求
1.2.2高速永磁電機的啟動控制技術
1.2.3衝擊負載問題
1.2.4系統功率平衡問題
1.2.5系統全工況穩定性問題
1.2.6系統效率問題
1.2.7集成擴容並網控制技術
1.2.8離網運行混合型負載供電技術
第2章微燃機發電系統結構及工作機理
2.1基於超級電容儲能的發電系統架構
2.1.1系統架構
2.1.2基於超級電容儲能的功率補償原理
2.2微燃機本體組成
2.2.1壓氣機
2.2.2透平
2.2.3燃燒室
2.2.4回熱器
2.2.5高速軸承
2.2.6微燃機控制器
2.3高速電機
2.3.1高速電機的關鍵技術
2.3.2高速永磁同步電機的轉子損耗
2.3.3永磁同步電機系統效率優化
2.4功率變換器
2.4.1高速永磁同步電機的PWM整流器
2.4.2微燃機發電系統的控制策略
2.4.3基於超級電容的分散式發電系統
2.4.4微燃機系統功率控制
2.5微燃機發電系統暫態功率流分析
2.5.1能量轉換過程
2.5.2暫態功率流
第3章 微燃機發電系統非線性數學建模
3.1微燃機非線性數學模型
3.1.1靜態數學模型
3.1.2動態數學模型
3.1.3模型產生實體及模擬實現
3.1.4模型驗證
3.2PMSM動態數學模型
3.2.1三相靜止坐標系下的數學模型
3.2.2兩相靜止坐標系下的數學模型
3.2.3dq旋轉坐標系下的數學模型
3.2.4xy坐標系下的數學模型
3.3基於變換器開關函數的統一數學模型
3.4電功率變換系統暫態功率模型
3.4.1永磁同步電機與PWM整流器的一體化模型
3.4.2超級電容儲能單元模型
3.4.3逆變器模型
第4章 微燃機發電機組的狀態回饋控制及效率提升
4.1微燃機全工況狀態回饋強魯棒性控制
4.1.1控制系統結構
4.1.2全工況固定收斂特性狀態觀測器
4.1.3全工況固定收斂特性狀態回饋控制律
4.1.4模擬驗證
4.2微燃機效率優化控制
4.2.1效率優化條件
4.2.2效率優化控制方法及模擬分析
4.2.3效率優化對狀態回饋控制的影響
第5章 基於MTPA的直接轉矩啟動控制
5.1啟動系統介紹
5.2啟動子系統直接轉矩控制策略的機理
5.3啟動子系統設計的關鍵技術
5.3.1定子電阻的影響與補償
5.3.2轉子速度檢測與初始磁鏈的判斷
5.3.3轉矩角的準確計算
5.4啟動子系統實現MTPA的優化設計
5.4.1磁鏈參數的給定與定子電流的關係
5.4.2MTPA控制與磁鏈自調節
5.5系統實現與實驗結果
第6章 永磁同步電機暫態功率控制及效率優化
6.1永磁同步電機暫態功率控制
6.1.1暫態功率控制系統結構
6.1.2滑模觀測器鎖相環轉子位置檢測
6.1.3暫態功率檢測及控制
6.1.4模擬分析
6.2開關頻率對功率環節的影響與系統效率的優化
6.2.1基於Simplorer的功率系統電流諧波分析
6.2.2基於Maxwell2D的電機渦流損耗分析
6.2.3開關器件的損耗與系統效率的優化
第7章 基於直接功率控制的並網變換器設計
7.1基於直接功率控制的並網變換器機理分析
7.1.1並網變換器的結構及數學模型
7.1.2直接功率控制的基本思想
7.2PWM並網變換器相關控制技術的改進
7.2.1虛擬磁鏈的引入
7.2.2基於微網電壓幅值波動的磁鏈觀測器設計
7.2.3暫態功率計算和Bang-Bang功率控制的改進
7.3功率前饋型改進虛擬磁鏈觀測器直接功率並網策略
7.3.1功率前饋型IVF-DPC機理
7.3.2基於虛擬磁鏈的功率前饋型直接功率控制模擬研究
7.3.3實驗研究
第8章 離網運行三相四橋臂變換器的研究
8.1三相四橋臂變換器的工作原理
8.2基於單周控制的雙閉環控制策略
8.2.1離網運行三相四橋臂變換器的總體結構
8.2.2基於單周控制的四橋臂逆變電壓信號生成方法
8.2.3雙閉環系統控制策略
8.3系統模擬與分析
8.3.1穩態模擬
8.3.2動態模擬
第9章 衝擊性負載辨識與暫態功率補償
9.1無補償發電系統衝擊性負載特性
9.1.1微燃機控制系統輸出功率特性
9.1.2PWM整流器功率傳輸特性
9.1.3負載衝擊擾動時系統回應的時域分析
9.2衝擊性負載辨識
9.2.1逆變器功率傳輸特性
9.2.2負載辨識及其直流端等效
9.3暫態功率快速補償控制
9.3.1補償控制系統結構
9.3.2暫態功率跟蹤控制
9.3.3微燃機輸出功率預測方法
9.3.4暫態功率補償控制器設計
9.3.5模擬分析
第10章基於超級電容儲能的衝擊補償實驗模擬
10.1實驗系統物理類比等效方法
10.2類比實驗系統構建
10.2.1系統結構
10.2.2微燃機衝擊負載時輸出特性類比
10.2.3微燃機啟停模型及類比
10.3補償系統暫態功率控制實驗
10.3.1衝擊載入暫態功率快速補償
10.3.2衝擊減載暫態功率快速吸收
參考文獻
名詞索引
