近日，佛山大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院自動(dòng)化系青年教師劉家利博士與華北電力大學(xué)張永昌教授團(tuán)隊(duì)合作，以佛山大學(xué)為第一署名單位在控制工程與電氣工程領(lǐng)域國(guó)際知名期刊《IEEE Transactions on Industrial Electronics》上發(fā)表題為“DC-Link Voltage Stabilization Based on Complex-Coefficient Current Controller
for IPMSM Drives Without Electrolytic  Capacitors”的文章,， 劉家利為第一作者，華北電力大學(xué)張永昌教授為通訊作者,。該論文提出無電解電容逆變器（capacitorless）的復(fù)系數(shù)控制器可控制電壓飽和時(shí)的電流軌跡，實(shí)現(xiàn)大范圍低電壓波動(dòng)下逆變器的極限控制,，有力支撐了控制科學(xué)與工程學(xué)科“控制理論與控制工程”方向的復(fù)雜系統(tǒng)建模與控制技術(shù),。

近年來，高可靠性,、低成本和小型化的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器成為國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界研究熱點(diǎn),，并且相關(guān)研究成果已經(jīng)初步在工業(yè)界進(jìn)行商業(yè)化應(yīng)用。其中主要攻關(guān)的技術(shù)方向是將嚴(yán)重影響系統(tǒng)可靠性的電解電容替換為薄膜電容,。但是小容量電容使得系統(tǒng)無法進(jìn)行輸入輸出側(cè)功率解耦,，不僅會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)側(cè)電感與電容之間產(chǎn)生電壓振蕩而且會(huì)導(dǎo)致電機(jī)電流控制困難，最終導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定,，現(xiàn)有方法仍不能很好地兼顧電機(jī)控制與母線電壓穩(wěn)定控制,。本文針對(duì)上述系統(tǒng)不穩(wěn)定問題，提出一種以母線電壓與電機(jī)電流為控制目標(biāo)的多變量軌跡預(yù)測(cè)控制方法,，旨在最大化的利用母線電壓實(shí)現(xiàn)電流的極限控制,。本文提出了電容功率控制,，理論上揭示了電容功率對(duì)母線電壓的調(diào)節(jié)機(jī)制，通過控制電容功率以實(shí)現(xiàn)抑制母線諧振電壓,。在此基礎(chǔ)上,，進(jìn)一步提出了復(fù)系數(shù)電流控制器，實(shí)現(xiàn)在電壓飽和的約束條件下以電機(jī)電流穩(wěn)定控制,。該控制方法通過基于電壓飽和情況動(dòng)態(tài)修正電流軌跡,，實(shí)現(xiàn)在非線性約束下多耦合目標(biāo)的協(xié)同優(yōu)化控制，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,。本文提出的復(fù)系數(shù)電流控制器可以在空調(diào)驅(qū)動(dòng),、風(fēng)機(jī)、水泵等低成本場(chǎng)景以及航空航天等高可靠性需求場(chǎng)合進(jìn)行應(yīng)用,，具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。

《IEEE Transactions on Industrial Electronics》為中科院一區(qū)TOP期刊,，影響因子：7.5,，是電子與電氣領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)期刊。該期刊全面覆蓋了信息,、控制,、電氣及工業(yè)電子等領(lǐng)域最新的研究進(jìn)展，出版內(nèi)容包括電力電子和驅(qū)動(dòng)控制技術(shù),、系統(tǒng)控制和信號(hào)處理,、故障檢測(cè)和診斷、電力系統(tǒng),、儀表,、測(cè)量和測(cè)試、建模和仿真,、運(yùn)動(dòng)控制,、機(jī)器人、傳感器和執(zhí)行器,、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn),、模糊邏輯和工業(yè)系統(tǒng)中的人工智能、工廠自動(dòng)化,、通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),。

論文鏈接：

xploreqa.ieee.org/document/10684396

機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院

近日，機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院車輛工程系青年教師郭寧遠(yuǎn)博士與昆明理工大學(xué)陳崢教授團(tuán)隊(duì)合作,，以佛山大學(xué)為第一署名單位在電動(dòng)汽車領(lǐng)域國(guó)際知名期刊《IEEE
Transactions on Transportation Electrification》上發(fā)表題為“Universal Bounds
Estimation and Efficient Tuning for Equivalent Factor in Real-Time Cost-Optimal
Predictive ECMS of PHEVs”的文章,，郭寧遠(yuǎn)博士為第一作者，昆明理工大學(xué)陳崢教授為通訊作者,。該論文基于混合動(dòng)力汽車等效消耗最小理論,，推導(dǎo)了不依賴控制目標(biāo)的通用化等效因子（EF）邊界確定方法,，以此設(shè)計(jì)了預(yù)測(cè)等效消耗最小控制策略（PECMS），可實(shí)現(xiàn)高效,、精確的最佳EF實(shí)時(shí)估計(jì),，提升整車行駛經(jīng)濟(jì)性，有力支撐了機(jī)械工程學(xué)科“先進(jìn)測(cè)控與故障診斷”方向的電動(dòng)汽車能源管控與智能運(yùn)維技術(shù),。

插電式混合動(dòng)力汽車（PHEV）等效消耗最小化策略（ECMS）中等效因子（EF）的準(zhǔn)確高效估計(jì),，是實(shí)現(xiàn)理想節(jié)能效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為此,，本文提出了一種針對(duì)串聯(lián)PHEV成本最優(yōu)的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)ECMS（PECMS）,，旨在最小化關(guān)于燃油、電池老化及電能的總成本,。首先,，為建立傳動(dòng)系的最小可行控制域、降低控制復(fù)雜性,，本文推導(dǎo)了關(guān)于電池功率命令的廣義統(tǒng)一約束,。基于該約束,，結(jié)合極小值原理,，設(shè)計(jì)了不依賴控制目標(biāo)的通用化等效因子邊界確定方法，能有效降低EF整定難度與保守性,，通過理論分析與示例驗(yàn)證的方式證明了該方法面向其他構(gòu)型與目標(biāo)問題的有效性,。隨后，基于EF邊界,，提出了一種簡(jiǎn)潔高效EF在線整定方法,，可實(shí)時(shí)確定最佳EF；結(jié)合EF,，優(yōu)化求解哈密頓函數(shù),，確定最優(yōu)電池功率命令。仿真和硬件在環(huán)測(cè)試結(jié)果表明,，所提出的策略能有效降低運(yùn)營(yíng)成本,、準(zhǔn)確估計(jì)EF邊界、實(shí)時(shí)高效整定EF,，提升整車節(jié)能效果,。

《IEEE Transactions on Transportation Electrification》為中科院一區(qū)TOP期刊，影響因子：7.2,，研究領(lǐng)域包括電動(dòng)汽車（包括公路,、越野、非公路和軌道車輛、飛機(jī)和船舶）的電力和能量轉(zhuǎn)換,、推進(jìn)和驅(qū)動(dòng)相關(guān)的組件,、子系統(tǒng)、系統(tǒng),、標(biāo)準(zhǔn)和電網(wǎng)接口技術(shù)等,。

論文鏈接：

https://ieeexplore.ieee.org/document/10599479

機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院

  近日，廣東省工業(yè)智能檢測(cè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張宇敏副教授課題組與香港大學(xué)黃立錫教授團(tuán)隊(duì)合作,，以佛山大學(xué)為第一署名單位在機(jī)械工程領(lǐng)域國(guó)際知名期刊《International Journal of Mechanical Sciences》上發(fā)表題為“An acoustic comb filter by shunted electromechanical diapragm”的文章,，
張宇敏為共同通訊作者，機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院研究生莫迪為共同第一作者,。該論文提出的分流機(jī)電振膜裝置（SEMD）可實(shí)現(xiàn)多頻噪聲的精確控制,，實(shí)現(xiàn)聲吸收和聲傳輸?shù)膭?dòng)態(tài)可調(diào)性，有力支撐了省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室制造產(chǎn)品質(zhì)量智能檢測(cè)研究方向中的聲波信號(hào)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與處理技術(shù),。

     該研究提出了一種創(chuàng)新的噪聲控制方法,，通過分流機(jī)電振膜（SEMD）實(shí)現(xiàn)多頻噪聲的有效控制。SEMD結(jié)合了動(dòng)圈揚(yáng)聲器與多諧振分支電路,，能夠通過調(diào)節(jié)電路參數(shù)來精確控制聲學(xué)阻抗,，從而創(chuàng)建梳狀濾波器效果。這種梳狀濾波器通過在聲吸收和傳輸頻譜中構(gòu)建多個(gè)峰值,，能夠應(yīng)對(duì)頻率分布廣泛且多變的多音噪聲問題,，這在傳統(tǒng)的寬帶噪聲控制方法中是很難實(shí)現(xiàn)的,。常見的機(jī)械諧振器陣列雖然也可以產(chǎn)生類似的效果,，但它們的復(fù)雜性和體積使得應(yīng)用受到限制，而SEMD通過電調(diào)諧,，不僅降低了系統(tǒng)的機(jī)械依賴性,，還提供了更大的靈活性和可調(diào)節(jié)性。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,，研究發(fā)現(xiàn)SEMD能夠在阻抗管測(cè)試中實(shí)現(xiàn)跨越三個(gè)倍頻程的可調(diào)聲吸收峰值,，且這些峰值的吸收系數(shù)大多高于0.9，展現(xiàn)了良好的噪聲抑制效果,。與傳統(tǒng)的寬帶吸聲技術(shù)相比,，SEMD通過電路的調(diào)諧，突破了聲學(xué)中總和規(guī)則的限制,，實(shí)現(xiàn)了高效的多頻噪聲控制,。

《International Journal of Mechanical Sciences》為中科院一區(qū)TOP期刊，影響因子：7.3,，該期刊全面覆蓋了機(jī)械科學(xué)領(lǐng)域的多個(gè)關(guān)鍵方向,，包括但不限于力學(xué)、材料科學(xué)、制造工程,、動(dòng)力學(xué),、熱力學(xué)以及流體力學(xué)等。它不僅在應(yīng)用力學(xué)和機(jī)械科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)受到國(guó)際學(xué)術(shù)界的廣泛認(rèn)可,，而且也是相關(guān)研究領(lǐng)域內(nèi)的權(quán)威出版物,。

論文鏈接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0020740324005514

機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院

廣東省工業(yè)智能檢測(cè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院科研獲獎(jiǎng)清單

 近日，機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院郭寧遠(yuǎn)博士（第一作者）與張文燦副教授以我校為第一署名單位,，在能源領(lǐng)域國(guó)際知名期刊《Applied Energy》發(fā)表學(xué)術(shù)論文“Predictive energy management of fuel cell plug-in hybrid electric vehicles: A co-state boundaries-oriented PMP optimization approach”,。《Applied Energy》為中國(guó)科學(xué)院一區(qū)Top（工程技術(shù)前2.5%）,、JCR一區(qū)期刊,，影響因子11.2，高被引論文ESI全球工程期刊排名第4,，谷歌學(xué)術(shù)全球?qū)W術(shù)期刊第49,。

 為提升整車節(jié)能效果，本文提出了一種協(xié)狀態(tài)邊界引導(dǎo)的燃料電池（fuel cell, FC）電動(dòng)汽車預(yù)測(cè)能量管理策略,?；跇O小值理論建立了模型預(yù)測(cè)控制問題，將其轉(zhuǎn)化為兩點(diǎn)邊值問題,，通過解析推導(dǎo)將FC功率,、FC功率變化率和電池電流等物理約束進(jìn)行合并，獲得統(tǒng)一約束,。以此為基礎(chǔ),，采用Karush-Kuhn-Tucker條件推導(dǎo)協(xié)狀態(tài)邊界的一般表達(dá)式，以此提出了一種校驗(yàn)方法對(duì)協(xié)狀態(tài)邊界進(jìn)行修正,，以保證其有效性,。基于協(xié)狀態(tài)邊界,，提出了一種簡(jiǎn)捷高效的啟發(fā)式協(xié)狀態(tài)迭代校驗(yàn)規(guī)則,，設(shè)計(jì)了一種哈密爾頓方程最優(yōu)解的快速解析計(jì)算方法。針對(duì)該策略,，嚴(yán)格證明了其全局最優(yōu)性,。在仿真及硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn)條件下驗(yàn)證了所提策略的有效性。結(jié)果表明,，該策略能實(shí)現(xiàn)適時(shí)高效的協(xié)狀態(tài)實(shí)時(shí)更新,、FC功率命令平滑、荷電狀態(tài)參考軌跡跟蹤效果好,，可有效提升整車行駛經(jīng)濟(jì)性,。此外，在硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn)中，預(yù)測(cè)時(shí)域長(zhǎng)度為40的單步計(jì)算時(shí)間小于0.5 ms,，算法實(shí)時(shí)性好,。

 該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金等項(xiàng)目的支持,。

 另外,，近期郭寧遠(yuǎn)博士（第一作者）與張文燦副教授在氫能領(lǐng)域國(guó)際知名期刊《International Journal of Hydrogen Energy》（中國(guó)科學(xué)院二區(qū)）上發(fā)表學(xué)術(shù)論文“Model continuity approximations and real-time nonlinear optimization in cost-optimal predictive energy management of fuel cell hybrid electric vehicles”。該研究提出了一種考慮燃料電池及電池壽命的成本最優(yōu)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)能量管理策略,，并在硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn)條件下驗(yàn)證了該算法有效性及實(shí)時(shí)計(jì)算能力,。

 學(xué)院相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，未來以“全國(guó)樣板黨支部,、全省標(biāo)桿院系”“頭雁工程”為引領(lǐng),，以“國(guó)家一流專業(yè)”建設(shè)帶動(dòng)，把博士點(diǎn)建設(shè)與學(xué)校發(fā)展戰(zhàn)略緊密結(jié)合,，孵化更多高水平研究成果,，為新一輪高水平大學(xué)建設(shè)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

近日,，佛科院機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院肖輝副教授在鎳基高溫合金增材制造研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展,。相關(guān)研究成果以《Grain structure and texture control of additive manufactured nickel-based superalloy using quasi-continuous-wave laser directed energy deposition》為題于2023年3月發(fā)表在制造領(lǐng)域頂級(jí)期刊《Additive Manufacturing》上(中科院1區(qū)Top期刊，影響因子：11.632),。這是我校師生首次以第一作者,、第一單位在該期刊上發(fā)表金屬增材制造領(lǐng)域方面論文，是我校機(jī)械學(xué)科建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展的又一階段性成果,。

該研究針對(duì)金屬材料室溫應(yīng)用和高溫應(yīng)用對(duì)合金晶粒結(jié)構(gòu)與織構(gòu)的不同需求(高溫應(yīng)用：定向柱晶或單晶,；室溫應(yīng)用：隨機(jī)取向的等軸晶)，突破傳統(tǒng)連續(xù)激光增材制造思路,，提出準(zhǔn)連續(xù)激光調(diào)制工藝對(duì)熔池凝固模式,、晶粒結(jié)構(gòu)及凝固織構(gòu)進(jìn)行定制化調(diào)控,，并采用熔池在線檢測(cè),、熔池?cái)?shù)值模擬及微觀結(jié)構(gòu)表征等手段研究了典型工藝下熔池動(dòng)態(tài)特性與非平衡冶金機(jī)理。準(zhǔn)連續(xù)激光調(diào)制工藝極大改善了熔池凝固條件,，并引入了熔池周期性原位重熔,，通過調(diào)制激光參數(shù)可實(shí)現(xiàn)枝晶生長(zhǎng)與凝固組織的定制化調(diào)控。論文研究成果不僅拓展了現(xiàn)有金屬增材制造工藝,，還豐富與深化了增材制造熔池非平衡冶金理論,。

該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金(No.52001065)、廣東省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(No.2021A1515010413)和廣東省粵佛聯(lián)合基金(No. 2019A1515110274)等項(xiàng)目的資助,。

學(xué)院相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,，未來以“全國(guó)樣板黨支部、全省標(biāo)桿院系”“頭雁工程”為引領(lǐng)，以“國(guó)家一流專業(yè)”建設(shè)帶動(dòng),，把博士點(diǎn)建設(shè)與學(xué)校發(fā)展戰(zhàn)略緊密結(jié)合,，整合優(yōu)質(zhì)資源，積極推進(jìn)重大平臺(tái)建設(shè),，孵化更多高水平研究成果,，努力突破申博瓶頸，以實(shí)際行動(dòng)全力攻堅(jiān)博士點(diǎn)建設(shè)工程,，為新一輪高水平大學(xué)建設(shè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn),。

近日獲悉，王興波教授及其團(tuán)隊(duì)的“國(guó)密安全數(shù)控裝備系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用”項(xiàng)目獲得中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng),。

中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)(China Instrument and Control Society,，簡(jiǎn)稱CIS)是中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)的組成部分，是黨和國(guó)家聯(lián)系儀器儀表與測(cè)量控制科技工作者的橋梁和紐帶,，也是具有國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)提名資格的組織機(jī)構(gòu),。

中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)評(píng)審委員會(huì)按照《中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)科技獎(jiǎng)獎(jiǎng)勵(lì)條例》之規(guī)定經(jīng)嚴(yán)格遴選和評(píng)審，從眾多的參評(píng)項(xiàng)目中評(píng)選出科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)12項(xiàng),、二等獎(jiǎng)46項(xiàng)和三等獎(jiǎng)29項(xiàng),。王教授及其團(tuán)隊(duì)的項(xiàng)目獲得二等獎(jiǎng)，展現(xiàn)出了厚實(shí)科研實(shí)力和突出的科研水平,。

早在2003年,，王教授就與國(guó)內(nèi)著名的CNC制造企業(yè)廣州數(shù)控設(shè)備有限公司開展合作，針對(duì)國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)中的多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行科技攻關(guān),，并率先在國(guó)內(nèi)開展了智能制造信息安全的研究開發(fā),，取得多項(xiàng)科技成果。2016年在廣東省科技廳的支持下,，王教授主持建設(shè)國(guó)內(nèi)第一個(gè)智能制造信息安全工程技術(shù)研究中心,，進(jìn)一步與包括廣東伊之密精密機(jī)械股份有限公司在內(nèi)的40多個(gè)企業(yè)開展合作，以數(shù)控系統(tǒng)＋機(jī)器人為對(duì)象,，開展智能制造系統(tǒng)研究與應(yīng)用,。

“國(guó)密安全數(shù)控裝備系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用”是王教授及其團(tuán)體繼2020年獲得廣東省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)后又取得的創(chuàng)新科技成果之一。該項(xiàng)目主要研究開發(fā)符合國(guó)家商用密碼管理要求的新型數(shù)控系統(tǒng),，防止數(shù)控設(shè)備被攻擊,、破壞。項(xiàng)目采用了系列的創(chuàng)新方法和技術(shù),，取得授權(quán)發(fā)明專利29件,、軟件著作權(quán)30多件、主編及參編國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)12個(gè),，確保從研發(fā)到生產(chǎn)和到應(yīng)用各個(gè)環(huán)節(jié)的信息安全,。項(xiàng)目開發(fā)的各類數(shù)控系統(tǒng)符合國(guó)標(biāo)和軍標(biāo)要求,，在數(shù)百個(gè)設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)和近千個(gè)終端企業(yè)應(yīng)用，尤其是軍工和航天制造企業(yè),。近三年新增銷售近50億,、利潤(rùn)4億多，取得了顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益,。

（機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院）

                                                                    (a) 機(jī)器人＋注塑智能制造島                                      (b) 機(jī)器人＋加工中心智能制造島