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欢迎阅读IEEE Transactions on Industrial Electronics期刊2026年issue2推送（第14期/共18期）。本期推送共包含10篇论文，内容聚焦于先进电机驱动控制、无线能量传输、机器人精密力控、分布式能源交易、电力电子变换器稳定性、模型预测控制、无模型/数据驱动方法 等前沿领域，展现了工业电子技术在提升系统性能、效率与智能化水平方面的最新进展。本期研究成果对提高工业驱动鲁棒性、扩展无线充电覆盖、提升机器人加工精度与保障电网安全均具有重要的工程应用价值。
本期目录
📖 第1篇：基于超局部模型与庞加莱映射因果性的永磁同步电机无模型预测控制
📖 第2篇：基于模块化串联发射器阵列的多电动汽车无线充电系统
📖 第3篇：基于移动参数优化的模型预测自适应阻抗控制用于机器人运动/力跟踪
📖 第4篇：基于双层博弈的微电网与主电网双赢多微电网点对点能源交易
📖 第5篇：新型漏磁可控永磁电机的多模态低噪声无传感器控制策略
📖 第6篇：基于自适应模型预测控制的多发射器双接收器高效远距离无线能量传输策略
📖 第7篇：弱电网下GFL功率变换器的非线性分析与稳定性提升方法
📖 第8篇：基于灰狼优化算法的多端口谐振变换器非线性解耦控制
📖 第9篇：基于管状预设性能的永磁同步电机无超调无振荡速度控制
📖 第10篇：基于高频电压注入的直线无刷双馈电机初始位置估计新方法
📖 第1篇
📌 基于超局部模型与庞加莱映射因果性的永磁同步电机无模型预测控制
Model-Free Predictive Control for PMSM Drives Using Ultra-Local With Poincaré Mapping Causality
作者：Yao Wei，Yuanhang Chen，Cristian Garcia，Zhonggang Yin，Fengxiang Wang，José Rodríguez
本文针对工业驱动中永磁同步电机（PMSM）在参数不确定和工况变化下的控制鲁棒性问题，提出了一个新的无模型预测控制框架。研究将系统建模从传统的物理参数依赖转变为以超局部模型（ULM）为核心的在线数据驱动表示，并结合庞加莱映射因果性的物理洞察来刻画电机的因果结构。整体设计把耦合电流分量与电角速度纳入因果网络，使得驱动系统被更合理地视为一个多输入单输出（MISO）系统。该框架输入为测得电流与速度信息，输出为预测控制指令，关键模块包括因果结构识别、在线参数估计与模型预测求解器。与经典基于模型的预测控制（MBPC）相比，方法在模型依赖性和鲁棒性上有根本差异，其核心优势在于对多输入耦合特性的直接建模与在线适应能力。
在实现细节上，论文提出了一种快慢递归最小二乘（Fast–Slow RLS）参数估计算法，用于实时更新ULM的线性系数，从而在保证估计精度的同时限制计算负担。控制器采用基于ULM的短期预测并求解一个简单的优化问题来获得控制动作；为防止在线计算过大，作者在预测步长与采样率之间做了工程折中，使用了降维的特征向量输入以加快收敛。关键实现要点包括：对抗噪声的正则化、估计窗口与步长的协同调整，以及在DSP平台上实现的数值稳定性处理，这些实现确保了控制器可以在嵌入式处理器上实时运行且满足实时性约束。
实验部分采用基于4.8kW PMSM与TI DSP28379D的实测平台，对比了传统MFPC与所提ULM-PM方法在稳态和动态工况下的表现。实验设置包括：基准速度跟踪、负载突变与参数故意失配（电阻、电感、磁链偏差）。关键数值结果显示，在参数失配条件下，所提方法显著降低了电流谐波与跟踪误差，系统稳态电流失真与谐波分量均有明显改善；此外，控制器在强扰动下恢复时间短于对照方法。基于这些结果，作者总结了方法的工程适用性：在存在模型不确定性与计算资源受限的嵌入式平台上，所提ULM-PM策略能实现更高的鲁棒性与控制质量。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11189242
📖 第2篇
📌 基于模块化串联发射器阵列的多电动汽车无线充电系统
Modular Series Transmitter Array Based Wireless Charging System for Multiple EV Charging Application
作者：Abhishek Singhal，Ashutosh Rai，Narsa Reddy Tummuru，Venkata Ratanam Vakacharla
面对电动汽车充电场景中多车并发充电</span、占地与成本约束的问题，本文提出了基于模块化串联发射器阵列（STA）的无线充电架构。系统将若干充电通道串联但逻辑独立，每个通道包含发射线圈、串联谐振电容与接触器，未被使用的通道可通过旁路开关停用以减少无效发射与损耗。整体由一个共用初级LCL补偿网络供电，并通过单一EVSE驱动，输出侧每个车位可独立接受功率。该设计在拓扑上避免了为每个通道配备独立逆变器的冗余，从而在成本、体积与功率密度上实现显著优化。
实现上，文章对STA的通道等效电路进行了系统级参数化分析并导出了最佳负载条件以实现单通道最大效率，同时提出了一种补偿参数调谐方法，使初级逆变器在广泛负载范围内维持零电压开关（ZVS）条件。实验原型由两个通道组成，关键实现要点包括线圈耦合建模、接触器旁路逻辑、以及在并行LCL网络下的流经电流控制策略，保证通道激活/停用时对其他通道影响极小。
实验在双通道原型上检验了并联耦合与负载变化下的性能，得到的关键指标为：双通道总输出功率4kW时最大效率达到95.7%；在通道旁路与重新激活过程中未出现显著交叉调节问题。基于这些结果，作者给出工程结论：该模块化串联架构可拓展至更多通道，适用于停车场或充电站等需同时支持多车的场景，能够在降低系统成本的同时保持高效率与独立性。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11201233
📖 第3篇
📌 基于移动参数优化的模型预测自适应阻抗控制用于机器人运动/力跟踪
Moving Parameters Optimization-Based Model Predictive Adaptive Impedance Control for Robotic Motion/Force Tracking
作者：Ziling Wang，Lai Zou，Xiaojie Su，Jiantao Li
针对涡轮叶片等复杂曲面的机器人磨削加工中存在的运动精度不足与接触力扰动，本文提出了将自适应阻抗模型与模型预测控制（MPC）结合的控制框架，并在此基础上引入了创新的移动参数优化（MPO）机制。整体技术路线包括：实时测量接触力与位置误差、由自适应阻抗模型预测未来力响应、MPC求解带约束的运动/力协同优化问题，从而生成机器人末端的运动命令。该方案的核心在于通过在线调整阻抗参数来改善对未知环境刚度与扰动的适应能力，从而将力与运动控制耦合为一个协同优化过程。
在实现细节上，作者构建了带自适应变量的阻抗模型并采用历史周期的力预测误差来执行在线参数优化，优化步骤嵌入到MPC的滚动时域求解中。关键实现要点包括：力预测损失函数的定义与权重选择、约束处理（如位置/力边界）、数值优化器的选择与预测步长的折中，论文强调了对实时性与稳定性的兼顾。在工程实现方面，作者讨论了计算复杂度、采样率与预测时域长度对系统性能的影响。
仿真与实验在涡轮叶片磨削场景中验证了方法效果，对比基线包括传统的混合运动/力控制（HMFC）和标准MPC。关键数值结果为：交互力控制精度达到0.744N，位置控制精度约为0.447mm，较对比方法有明显提升；此外，系统在复杂接触工况下展现出更好的鲁棒性与稳态误差抑制。结论指出，该方法适合需要高精度力控制与运动协调的机器人加工任务，具有较强的工程推广价值。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11113364
📖 第4篇
📌 基于双层博弈的微电网与主电网双赢多微电网点对点能源交易
Multimicrogrid P2P Energy Trading Benefiting Both Microgrids and the Main Grid Based on a Bi-Level Game
作者：Junan Wang，Zhengtao Ding
面对日益增长的分布式可再生能源接入与产消者（prosumer）兴起，本文提出了一个以实现微电网与主电网双赢为目标的点对点（P2P）交易框架。研究将多主体交互建模为双层博弈：上层刻画微电网与主电网之间的议价与竞争、下层则在每个微电网内部进行家庭用户协调与收益分配。框架设计同时考虑了发电与储能成本、交易收益与需求满足度，并通过交易费用与交易量协商机制确保主电网效用不被削弱，从而激励主电网支持P2P交易的实施。
为实现分布式求解与隐私保护，作者采用了基于交替方向乘子法（ADMM）的完全分布式算法，将全局议价问题分解为各微电网的本地优化子问题，仅交换必要的交易信息。实现要点包括本地问题的凸化处理、分布式收敛判据以及用于内部公平分配的比例分配方法，这些设计既保证了收敛性，也保护了用户隐私。
基于曼彻斯特及周边城镇的实际能源数据进行小时级仿真，场景包含四个互联微电网与超过10万个家庭用户。结果显示，在24小时周期内参与微电网的总体效用显著提升，同时主电网的效用不低于基准；该框架在可再生出力波动情况下仍能通过分布式协商实现稳定交易。作者给出的工程意义为：该方法为大规模分布式能源市场设计提供了可行的分布式算法与激励机制基础，兼顾效率、公平与隐私。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11215689
📖 第5篇
📌 新型漏磁可控永磁电机的多模态低噪声无传感器控制策略
Multimodal Low-Noise Sensorless Control of New Flux Leakage Controllable Permanent Magnet Motor
作者：Xiaoyong Zhu，Bingqi Li，Li Zhang，Zhongfei Peng，Wen-Hua Chen
在电动汽车低速工况下，采用高频信号注入的无传感器方法常引起可听噪声问题。本文针对漏磁可控永磁（FLC-PM）电机的特点，提出了一种基于变频率电压信号注入的多模态控制策略。总体框架依据电机在低速区的典型运行模式设计多频率切换注入方案，通过周期性变化注入频率将能量分散到宽带，从而降低单频处的谱峰并抑制可听噪声，同时保障转子位置估计的精度与驱动控制性能。
为应对变频注入带来的解调与估计挑战，作者提出了三项关键技术：考虑延迟效应的解调信号设计、自适应跟踪注入频率的在线检测滤波器与用于抑制周期性注入谐波的迭代学习控制。这些实现要点确保在多频切换下仍能稳定提取位置信号并校正估计误差。
实验结果显示，在90 r/min、25%额定负载下，所提方法将500Hz处电流功率谱密度峰值从-49.2dB降至-73.5dB，总谐波失真从6.42%降至4.47%，平均降噪约25dB。此外，经改进算法后，转速估计误差显著减小，系统在多种低速动态工况下保持了高精度的无传感器驱动性能。结论指出，该方法兼顾了降噪与估计精度，适用于对低速噪声敏感的电动车驱动场景。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11185260
📖 第6篇
📌 基于自适应模型预测控制的多发射器双接收器高效远距离无线能量传输策略
Multitransmitter, Dual-Receiver Strategy for Efficient Long-Distance Wireless Power Transfer Using Adaptive MPC
作者：Zhenxing Ye，Ka Wai Eric Cheng，Siu Wing Or
针对动态无线能量传输（DWPT）中发射/接收互感随车辆移动而变化的问题，本文提出了一种基于自适应模型预测控制（MPC）的多发射器双接收器策略。系统采用五个并行发射线圈以扩展充电覆盖，并采用LCC-S补偿拓扑以维持谐振条件。基于对谐振网络与输出电压特性的离散动态建模，作者在控制器中嵌入了对接收器间功率分配的显式ZVS边界推导，实现了在长距离移动充电场景下的高效能量传输。
控制算法的关键在于其自适应步长与优化点数调整机制，通过基于功率误差与方差的在线分析动态调整优化复杂度，从而在保证快速响应的同时控制计算负担。实现要点包括可变预测时域的滚动优化、功率误差的方差检测逻辑、以及在近稳态时减小步长以加快收敛。
实验结果表明，控制器在动态响应上实现了约0.4 ms的稳定时间，并在全功率范围内维持最优ZVS运行；充电覆盖范围扩展至93 cm且功率波动控制在10%以下。结论为：该策略适用于车辆高速移动场景，能在保证高效率与ZVS条件下实现稳健的功率分配与快速动态响应。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11182173
📖 第7篇
📌 弱电网下GFL功率变换器的非线性分析与稳定性提升方法
Nonlinear Analysis and a Stability Improvement Method for GFL Power Converters
作者：Haitao Li，Zhenbin Zhang
本文关注在弱电网条件下工作于网跟随（GFL）模式的并网功率变换器所表现出的非线性大信号行为与持续振荡问题。通过构建包含控制环（如PLL、电流环等）的十五阶微分代数方程模型，作者识别出当系统交互引发的振荡本质上为超临界安德罗诺夫-霍普夫分岔，并分析了PLL如何对系统注入负阻尼从而缩小平衡点吸引域。该分析揭示了传统小信号线性化方法难以解释的大信号周期行为的根源。
基于非线性分岔分析，作者提出在PLL的相位误差估计中引入设计良好的补偿项以抵消负阻尼，从而提升系统大信号与小信号稳定性。实现要点包括补偿器参数的李雅普诺夫稳定性设计、对传感器直流偏置与滤波器时延的工程处理，以及对补偿项在不同工作工况下的调谐策略，确保在不牺牲动态响应的情况下扩大吸引域。
通过数值仿真与硬件在环测试，论文展示了在大相角跳变等严重扰动下采用所提方法的系统能维持稳定并快速恢复，而传统方法在相同条件下可能失稳或恢复缓慢。作者给出的工程建议包括PLL带宽与辅助阻尼环增益的协调设计，从而在实际弱电网接入情况下确保变换器既具备快速动态响应又具备充足的大信号稳定性。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11185282
📖 第8篇
📌 基于灰狼优化算法的多端口谐振变换器非线性解耦控制
Nonlinear Decoupling Control of Multiport Resonant Converters Based on Gray Wolf Optimization Algorithm
作者：Lukas Antonio Budiwicaksana，Dong-Choon Lee，Patrick Wheeler
多端口谐振变换器在新能源系统中用于多路能量流管理，但端口间固有耦合会在突变工况下引发较大过冲与不稳定。本文提出了一种基于灰狼优化（GWO）算法的在线非线性功率解耦控制策略。研究通过建立非线性代数方程表示各端口移相角与谐振阻抗的耦合关系，并将解耦问题转化为非线性最优化问题，使用GWO快速寻找全局最优移相角组合以最小化电压超调与功率误差。
实现方面，作者设计了在检测到功率指令或负载变化超阈值时触发的在线优化流程，优化器仅需约5次迭代即可收敛，减轻了DSP计算负担。关键实现要点包括非线性成本函数的构造、约束处理机制以及对初始值不敏感的GWO参数设定，保证了在参数失配或非线性大幅度变化时的鲁棒性。
在1.5 kW实验平台上验证结果表明：采用GWO解耦控制可将最大电压超调从传统方法的20%-27%降低至7%-9%；即使存在10%电感失配，超调仍保持低于10%。结论显示该方法能显著提高多端口谐振变换器在突变工况下的动态性能，适用于对瞬态响应要求严格的新能源与微电网场景。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11197554
📖 第9篇
📌 基于管状预设性能的永磁同步电机无超调无振荡速度控制
Nonovershoot Oscillation-Free Tube-Based Prescribed Performance Speed Control for PMSM
作者：Yuxuan Liang，Xueyan Wang，Fobao Zhou，Zhenxiao Yin，Yujia Zhang，Yang Shen，Hang Zhao
本文围绕PMSM速度控制在精密伺服与牵引场景中对瞬态与稳态性能的严格需求，提出了一种管状预设性能控制方法。该方法通过设计动态的“一侧收敛”性能边界（管状函数），使系统状态能够从单侧向目标轨迹收敛，从根本上避免超调与振荡。控制框架将性能边界显式融入控制律设计，并结合积分项与抗饱和措施来消除稳态误差与抑制边界附近的振荡。
在实现细节上，作者设计了对参考速度突变时的管状边界自适应放宽机制，以防止控制器出现奇异或崩溃；并引入了积分抗饱和结构与边界相关的非线性误差变换，以兼顾快速响应与稳态精度。控制器的李雅普诺夫稳定性证明为方法的理论正确性提供了保证。
在真实PMSM牵引平台上的对比试验（含启动、负载突变与速度阶跃）显示：所提方法在各种工况下均实现了无超调、无振荡的速度跟踪，收敛速度优于传统PI与常规模型预设性能控制，且对摩擦与外扰的鲁棒性更强。工程结论是：该方法适合对瞬态性能有严格无超调要求的高精度驱动场合。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11215870
📖 第10篇
📌 基于高频电压注入的直线无刷双馈电机初始位置估计新方法
Novel Initial Position Estimation Method Based on High-Frequency Voltage Injection for Linear Brushless Doubly-Fed Machine
作者：Zhen Bao，Jian Ge，Wei Xu，Dayi Li
为提高直线无刷双馈电机（LBDFM）在城市轨道交通中定向控制的初始性能，本文提出了一种基于高频正弦电压注入的初始次级位置估计方法。核心思想是利用高频条件下等效电路的高电抗特性，将初始次级位置表示为初级基波正序电流相位之和，从而在不依赖复杂电机参数的前提下实现初始位置识别，仅需知晓极对数即可。
此外，针对端部不对称与直接耦合引入的谐波与相位偏移，作者设计了具备直接耦合相位补偿的改进型IPLL（改进锁相环）用于提取初级基波正序电流并校正相位。实现要点包括高频注入频率选择、注入幅值与测量滤波的协同设计，以及在实际工况下对注入引起谐波的抑制策略。
仿真与实验表明，所提方法能准确获取初始次级位置，并在特定工况下使PW相电流幅值降低26.4%、CW相电流幅值降低47.6%，系统总损耗降低超过50%。这些显著的能耗与电流改善证明了该方法在LBDFM定向控制与能效提升方面的实用价值，适合轨道交通等对效率和可靠性要求高的应用场景。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11215816
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