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欢迎阅读IEEE Transactions on Industrial Electronics期刊2026年issue2推送（第17期/共18期）。本期精选了10篇研究论文，内容聚焦于先进电机驱动控制、多机器人协同调度、电力电子变换器以及复杂能源系统智能监测与管理等前沿领域。具体涵盖了无传感器位置估计、多相/分布式控制、容错重构拓扑、时空路径规划、差分隐私保护等关键技术方向，展现了工业电子技术在提升系统性能、可靠性与智能化水平方面的最新成果。以上研究有助于推动制造、交通、能源与国防等领域的工程化应用与产业升级，本期汇编便于从业者快速掌握新方法与可落地的技术要点。
本期目录
📖 第1篇：基于动态网络拓扑的高密度堆场多机器人车辆自主转运调度规划
📖 第2篇：天地一体化网络下微电网集群的差分隐私保护控制策略
📖 第3篇：基于级联高阶扩张状态观测器的飞轮储能系统高速永磁同步电机无传感器控制
📖 第4篇：分布式架构下多三相永磁同步发电机的无传感器控制
📖 第5篇：面向电动轻型战术车辆的多重容错六相电驱动重构系统
📖 第6篇：复杂交通环境干扰下车辆飞轮电池系统的强鲁棒智能控制
📖 第7篇：IPOS SAB直流-直流变换器系统电流纹波抑制改进算法研究
📖 第8篇：基于混合激励算子的无人机氢能源系统系统性健康监测与管理
📖 第9篇：双线交流电气化铁路终端串联式接触网在线防冰除冰系统
📖 第10篇：具有改进总线利用率的三相升降压分源逆变器
📖 第1篇
📌 基于动态网络拓扑的高密度堆场多机器人车辆自主转运调度规划
Scheduling Planning for Multirobot Vehicle Autonomous Transfer in High-Density Storage Yards Based on Dynamic Network Topologies
作者：Lin Zhang，Qiyu Cai，Hao Yu，Shengshan Ma，Shoukun Wang，Junzheng Wang
本文面向高密度堆场车辆转运这一典型工业场景，提出了一个集成化的调度与路径规划框架，目标是在跨多个堆场的转运任务中提升效率并保证安全。研究首先定义了系统输入为堆场布局、车辆停放位置与实时任务序列，输出为各机器人车辆的可行调度与时空路径。总体架构包含三大模块：动态网络拓扑构建模块、在线双向任务调度模块以及增强型时空A*路径规划模块。核心机制上，文章创新提出了动态网络拓扑实时更新策略，依据堆场空闲行列、取放阻塞与任务完成状态三条准则动态开放或关闭通行通道，从而将离散停车格映射为可行驶道路网，使得后端调度与路径规划在不断变化的可达空间中进行最优决策；这与以往固定网格或静态拓扑方法形成显著差异。
在实现层面，论文详细给出在线双向调度的流程：任务到达后先由调度器计算基于距离与冲突成本的初始分配，随后调用集成的时空A*搜索对候选路径进行可行性评估并返回冲突代价。为降低计算与通信开销，采用增量式拓扑更新与局部重规划策略，且在调度代价函数中加入了冲突惩罚项以避免高概率冲突。关键实现要点包括：对时空搜索使用启发式代价函数（含转向惩罚）、任务并发优先级调度机制以及在高密度区启用的双向拾取模式，并在仿真/实地部署中对通信延迟与重规划频率做约束性校验以保证系统稳定性。
实验设计包括大规模仿真与山东烟台港的实地小规模验证。仿真场景覆盖不同堆场密度与任务负载，基线方法为静态拓扑+贪心调度。关键评价指标为总行驶距离、任务完成时间与转弯次数。结果显示：动态拓扑使机器人总行驶距离减少约10.1%，任务完成时间缩短约11.0%；在线双向调度在大场景中进一步将行驶距离降低至13.6%–15.6%；增强型时空A*在转弯次数上最高降低达35.1%，任务完成时间最高缩短16.4%。实地部署九台机器人完成四组场间转运测试，验证了方案的安全性与无碰撞特性。结论上，该工作在提升调度并发性与路径安全性方面具有显著工程价值，适用于汽车制造厂区及滚装码头等高密度物流场景。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11184247
📖 第2篇
📌 天地一体化网络下微电网集群的差分隐私保护控制策略
Secure Microgrid Clusters Under Integrated Satellite-Terrestrial Networks: A Differential Privacy-Preserving Control Strategy
作者：Zhijie Lian，Huijie Yu，Yandong Chen，Mohammad Shahidehpour，Quan Zhou
本文针对偏远地区微电网集群在天地一体化网络（ISTNs）环境下的数据隐私与控制问题，提出一种基于差分隐私保护的分布式控制策略。研究问题聚焦于当通信依赖卫星-地面链路且链路易被窃听时，如何在保证系统频率调节與有功分配精度的同时，保护节点状态与控制指令的隐私。总体框架包括：隐私噪声注入机制、时变控制增益设计以及分布式一致性控制协议三部分，输入为各微网测得的本地状态与邻接通信数据，输出为控制量与局部隐私化通信信息。与传统基于衰减噪声的隐私方法不同，本文引入非衰减方差恒定噪声，以防长期信息暴露。
在实现细节上，论文首先在每次信息交换中向被发送量添加方差恒定的随机噪声，并在本地控制律中采用时变控制增益来补偿噪声对收敛性的影响。控制器设计涉及约束项（如一致性误差上界）与损失项（如有功分配偏差）联合优化，理论上证明在给定差分隐私指标下系统可实现渐近无偏平均一致性。此外，作者使用OPAL-RT实时仿真平台进行闭环验证，并对通信时延、噪声强度与控制增益之间的稳定性边界进行了灵敏度分析，以指导工程部署时的参数选择。
仿真实验基于多个微电网集群工况，在含有随机通信窃听与链路时延的场景中，对比了传统无隐私、指数衰减噪声和本文提出的非衰减噪声策略。关键指标包括频率偏差、功率分配误差以及隐私泄露概率。结果表明：在保持频率稳定与有功按比例分配的前提下，系统在隐私保护维度上显著提升，且在长期运行中避免了因噪声衰减导致的信息泄露风险。具体数值上，实验展示了在给定隐私预算下系统有功分配误差被控制在可接受范围，且系统稳定性在参数扰动下仍具有良好鲁棒性。综合来看，该方法为在复杂通信环境下部署安全可靠微电网提供了可行技术路径。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11190464
📖 第3篇
📌 基于级联高阶扩张状态观测器的飞轮储能系统高速永磁同步电机无传感器控制
Sensorless Control of High-Speed PMSM Based on Cascade High-Order Extended State Observer for Flywheel Energy Storage System
作者：Kai Xu，Youguang Guo，Gang Lei，Jianguo Zhu
针对飞轮储能系统中高速永磁同步电机（HSPMSM）在无传感器控制时面临的相位滞后与位置估计误差问题，本文提出了一种级联高阶扩张状态观测器（CHESO）架构。问题背景为：传统ESO在高转速下难以准确估计反电动势，导致位置与速度跟踪性能下降。本文的系统框架由两级高阶ESO组成——第一级重点估计高速变化的反电动势与快速动态成分，第二级基于第一级输出进一步估计转子位置、负载转矩及不确定扰动，并将观测结果反馈到无传感器控制器中以完成闭环控制。该方案在结构上允许对每一级分别调节观测增益，从而在不显著放大测量噪声的前提下扩展观测带宽，改善高速区的估计精度。
在实现细节方面，论文给出观测器的数学建模、离散化实现以及增益设计方法，并结合频域分析利用Routh-Hurwitz判据证明单级与级联系统的稳定性。关键实现要点包括对第一级与第二级的带宽分配策略、噪声抑制的滤波设计以及与控制器的前馈耦合。为了应对参数失配，作者设计了自适应前馈补偿机制，用以补偿由负载突变或参数漂移引起的速度波动，从而提升系统在±20%参数偏差下的鲁棒性。
实验与分析覆盖宽转速区间（包括8000 rpm与12000 rpm工况）并与线性ESO方案对比。关键数值显示：转子位置估计误差在8000 rpm下降低约66%，在12000 rpm下降低约64%，速度估计的波动幅度显著减小。频域与稳定性分析进一步证明了设计的理论可行性，实验平台测试表明在高动态负载突变下系统能快速收敛且保持抗干扰能力。总体结论是CHESO为飞轮储能等对速度精度与鲁棒性有严苛要求的应用提供了可靠的无传感器控制方案，具有较强的工程推广潜力。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11203808
📖 第4篇
📌 分布式架构下多三相永磁同步发电机的无传感器控制
Sensorless Control of Multithree-Phase Permanent Magnet Synchronous Generator in Distributed Architecture
作者：Mingcheng Lyu，Yutao Ding，Ge Liang，Fengxiang Wang，Sheng Huang，Wu Liao，Xuan Wu，Xiaoping Ouyang，Shoudao Huang
本文处理的是多三相永磁同步发电机（MTP-PMSG）在分布式架构下的无传感器控制问题，重点解决互联通信电缆依赖与功率不平衡导致的位置估计误差。研究提出了基于等效阻抗变换的解耦建模方法，将多三相系统等效为多个独立三相单元，从而在物理层面上消除了对互联通信的依赖，利于提高系统的容错性与部署灵活性。控制框架上，作者设计了基于增强型滑模观测器（SMO）的方案，替代传统低通滤波器以降低相位延迟并提高估计精度。
技术实现方面，核心是引入自适应选择性谐波消除滤波器（ASHEF）与谐波提取器（HEs）来替代SMO中的LPF，ASHEF兼顾带通与直流抑制功能，仅需少量积分器实现紧凑结构并显著降低相位延迟；谐波提取器则用于抑制6k±1次等关键分量以应对功率不平衡。作者还对滤波器参数的在线自适配与滑模观测器增益调节进行了描述，强调在实际部署中需注意采样同步与抗噪声设计。
验证部分在双三相PMSG实验台上展开，实验覆盖稳态与动态工况以及不同程度的功率不平衡。对比结果显示：在不平衡情况下，提出方法的转子位置估计误差与传统方法相比显著降低，反电动势总谐波失真（THD）也得到明显抑制。具体实验指标包括稳态跟踪精度提升与动态响应时间缩短等。论文还讨论了方法向更高相数扩展的可行性与工程注意事项，表明该方法在风力发电、多相驱动等分布式场景具有实用推广价值。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11206745
📖 第5篇
📌 面向电动轻型战术车辆的多重容错六相电驱动重构系统
Six-Phase Electric-Drive-Reconfiguration System With Multiple Fault-Tolerant Operations for Electric Light Tactical Vehicle
作者：Yang Xiao，Genglong Bu，Zhi Geng，Yidong Du，Kai Ni，Mingdi Fan，Yong Yang，Jose Rodriguez
本文针对电动轻型战术车辆对高可靠性与空间受限充电/推进一体化的需求，提出了一种基于六相电机的拓扑重构与多重容错驱动系统。研究问题在于如何在推进与充电两种模式下复用硬件、减少体积并保证在多类故障（逆变器桥臂、绕组或传感器故障）下仍能安全运行。系统框架通过将六相绕组在两种模式间重配置来实现资源复用：部分绕组与牵引逆变器在充电时被重新配置为整流/滤波功能，剩余绕组用于DC/DC并联转换，从而避免了独立充电单元并腾出车内空间。
在实现与控制策略上，论文建立了基于成本函数的拓扑选择与连接优化模型，用以在充电前后及故障前后状态下最小化电磁转矩波动，确保无需对转子预旋转而能实现静默充电。针对故障处理，提出了快速切换至备用桥臂与绕组的重构流程，并设计降级运行策略（如三相→单相充电或推进模式半功率运行）。关键实现要点还包括有限元校验与控制器对磁动势脉动的在线抑制。
实验与仿真结果表明，该系统在多种故障工况下仍能保持磁动势平稳、转子不被驱动并保证充电安全。性能指标方面，论文报告了电网电流总谐波失真低于3.75%，系统效率达90.4%。这些数据表明该六相重构方案在容量利用、容错能力与充电静默性上优于传统独立充电拓扑，具有重要的军事与高可靠性民用应用价值。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11181568
📖 第6篇
📌 复杂交通环境干扰下车辆飞轮电池系统的强鲁棒智能控制
Strong Robust Intelligent Control of Vehicle Flywheel Battery System Considering Complex Traffic Environment Interference
作者：Weiyu Zhang，Haotian Ji
本文聚焦于车载磁悬浮飞轮电池在复杂交通工况下的稳定性与寿命问题，提出一种融合多物理场建模與深度学习的强鲁棒智能控制策略。研究先通过CARSIM与ADAMS联合仿真采集多维工况数据（涵盖车辆结构、路况、驾驶行为），构建了含约5800组工况的数据集，作为后续模型训练的基础。总体技术路线包括环境数据采集、混合深度模型训练（用于偏移与扰动预测）以及控制器在线自适应参数调整三部分，目标是在不利工况下显著降低飞轮转子偏移并提升响应速度。
在实现细节上，作者设计了基于贝叶斯优化（BO）的超参数搜索流程，并将Transformer-Encoder + BiLSTM结构与全连接层组合用于时序特征提取與预测。训练过程中采用交叉熵/均方误差组合损失并加入正则化与早停策略，以提升泛化能力。关键实现要点还包括特征工程（多物理量归一化、数据增强）与模型轻量化考虑，以便最终部署于实时移动试验平台。
实验在移动试验台与仿真工况下对比了传统PID、未优化深度模型与本文方法。结果显示本文方法在典型扰动（减速带、弯道、坡道）下将转子偏移峰值降低约76.1%–95.6%，响应时间缩短约31.5%–43.9%，模型R²达到0.9981，且在未知路况下仍能通过特征组合推理合理控制参数。结论是该智能控制策略显著提升了飞轮电池在复杂环境中的稳定性与可靠性，并具备一定的工程部署潜力，后续工作将聚焦于实时计算资源受限下的模型压缩与加速。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11217324
📖 第7篇
📌 IPOS SAB直流-直流变换器系统电流纹波抑制改进算法研究
Study on an Improved Current Ripple Suppression Algorithm for IPOS SAB DC–DC Converter System
作者：Shaomin Yan，Rui Zhao，Shixuan Liu
针对级联直流风电场中输入并联输出串联（IPOS）单有源桥（SAB）系统普遍存在的电流纹波问题，本文通过理论建模与分区控制策略提出了一种改进的纹波抑制算法。问题起因于各支路因迎风面及机位差异造成的功率不均，进而在开关频率处产生二次纹波。作者首先利用傅里叶分解建立了开关周期内电感电流纹波模型，并识别出开关频率处的二次分量为主要谐波源，从而为后续控制设计提供数学依据。
基于支路功率比，论文将工作区分为Zone I与Zone II。在Zone I中提出了三角合成矢量法：通过调整载波移相角使三支路二次纹波矢量在复平面上首尾相接构成闭合三角形以理论抵消二次分量；在Zone II（最大支路功率超过其余两支之和）则采用反向矢量法，通过使高功率支路纹波与其他支路合成矢量方向相反以最小化合成幅值。实现上，算法在动态切换区间保证了平滑过渡以避免瞬态扰动。
实验基于dSPACE MicroLabBox搭建的三模块SAB平台展开。结果显示：在Zone I下，与无移相和均匀移相（120°）相比，输出电流波动幅度分别降低约0.32A与0.1A，开关频率处二次分量分别减少5.20%与1.24%；在Zone II对比下，波动幅度降低了约0.26A与0.25A，二次分量减少6.00%与4.51%。算法在动态切换过程中的平滑性与抑波效果证明了其在实用系统中的适用性。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11220830
📖 第8篇
📌 基于混合激励算子的无人机氢能源系统系统性健康监测与管理
Systematic Health Monitoring and Management for UAV Hydrogen Energy Systems via a Hybrid Excitation Operator
作者：Dan Zeng，Xiaoyu Guo，Jiabin Shen，Zhen Dong，Chenliang Wang，Lu Liu
本文针对氢动力无人机的燃料电池在线健康监测问题，提出了一套系统性诊断與管理流程，旨在实现飞行中实时故障检测、特征提取、分类识别與恢复控制。总体方法包含四阶段：基于电压的自适应健康监测器、故障时注入的混合激励算子用于故障特征提取、模糊逻辑分类器实现故障识别以及基于诊断的恢复措施。研究关注点在于如何在保证无人机位置跟踪性能的同时，利用机动性协助完成故障特征采集，从而减轻能源子系统在诊断过程中的功率应力。
实现细节方面，混合激励算子通过将变流器调节信号与无人机机动信号有序叠加，使故障特征在被动测量条件下可辨识，同时将大部分功率波动转移至推进子系统，降低能源系统应力。作者使用在线参数估计器跟踪燃料电池性能漂移，并设计了基于模糊逻辑的分类器以应对非线性与不确定性。关键实现要点包括故障触发判据的阈值设计、激励算子的注入幅值与时序，以及分类器的特征选择与阈值自适配。
在真实飞行与地面实验中，方法将能源子系统应力降低了超过37%，虚假检测率下降了约51.62%，故障分类准确率达到97.22%。且使用激励算子后系统能够在线定位并恢复故障，验证了控制—诊断一体化在实际航空应用中的效果。该研究为氢动力无人机的安全运行与寿命管理提供了系统性技术路径，具有较高的工程推广价值。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11180191
📖 第9篇
📌 双线交流电气化铁路终端串联式接触网在线防冰除冰系统
Terminal Series-Connected Catenary Online Anti-Icing and De-Icing System for Double-Track AC Electric Railways
作者：Yinbo Ge，Junyu Chen，Zhaoyang Li，Haitao Hu，Zhengyou He
为解决冻雨等恶劣天气下接触网覆冰问题，本文提出了一种安装于接触网终端的串联—并联变流器（SADS）在线防冰除冰系统。研究问题是如何在降低电力变流器投资和避免接触网电压扰动的前提下，为双线交流电气化铁路同时提供上行与下行接触网的防冰/除冰电流注入能力。系统拓扑由一台串联变流器与一台并联变流器组成，通过调节注入电流的幅值與相角实现对两线路的在线控制。
在控制策略上，作者提出基于终端电压导向的注入电流优化方法，旨在最小化接触网电压偏差并防止过流。该方法仅依赖接触网首端输出功率與终端电压电流数据，便于通过现有铁路通信系统获取并在线计算。关键实现要点包括电流相角与幅值的联合优化約束、过流保护阈值设定以及在硬件在环平台上的实时控制实现。
硬件在环测评在真实冻雨场景下显示，该方案能够将所需变流器容量相比现有方案降低约88.90%（约68.46 MVA），同时保持接触网电压在列车运行允许范围并满足防冰除冰电流要求。该系统在工程应用中可显著降低投资成本并提高线路在极端天气下的运行韧性，是一种经济高效的接触网覆冰处置方案。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11200000
📖 第10篇
📌 具有改进总线利用率的三相升降压分源逆变器
Three-Phase Buck-Boost Split-Source Inverter With Improved Bus Utilization
作者：Sohaib Qazi，Ahmed Abdelhakim，Thiago Batista Soeiro
本文针对将直流源（如燃料电池）通过升压集成入逆变器动力系统的应用背景，提出了一种新型的升降压分源逆变器（BSI）变体，以提高直流母线电压利用率并降低半导体元件电压应力。研究问题在于传统分源逆变器（SSI）存在的母线利用率低与电压增益受限问题。作者通过在交流侧增加低压开关-二极管对，使逆变器在直流端展现非反相升降压特性，从而将DC/DC高压侧的桥臂功能部分整合至逆变器本体，实现结构上的功能合并。
在实现层面，论文给出了拓扑等效分析、调制方法设计與控制方案，并使用PLECS仿真验证了工作原理。关键实现要点包括低压开关控制策略、非反相升降压工作模式下的功率分配算法以及对SiC器件原型的实验验证。作者还分析了该拓扑在不同输入电压与负载条件下的电压增益范围與器件应力分布，提出调制与保护措施以保证系统在跨工况下的安全运行。
实验与原型测试表明，相较于传统SSI，该BSI在直流母线电压利用率上具有显著提升，同时降低了半导体器件电压应力并提供更大的输入兼容范围，从而在燃料电池动力总成等场合表现出更高的成本效益与工程可行性。结论是该拓扑为需要宽输入电压适配与高效能量转换的交通与能源系统提供了有吸引力的替代方案。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11192058
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