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欢迎阅读IEEE Transactions on Industrial Electronics期刊2026年issue3推送（第8期/共13期），内容覆盖电阻抗层析成像、预训练变压器、触觉感知、构网型变流器、模型预测控制、无线电能传输等多个前沿领域。具体包括：基于软体电阻抗层析成像与预训练变压器的高效触觉感知方法、无轴承永磁薄片电机轴向悬浮力与转矩增强控制策略、永磁游标发电机风力发电系统中基于高效偏置角搜索策略的功率因数提升研究、电动汽车牵引电机PWM电流下交流铜耗快速计算方法、基于云模型的快速收敛鲁棒卡尔曼滤波器异常值定位方法、融合自适应三次谐波注入的五相磁通增强型内置式永磁电机快速双空间模型预测电流控制、基于解析计算的构网型变流器故障冲击电流特性表征、基于S/S与LCC/S输入串联输出并联混合拓扑的容错无线电能传输系统、基于线路阻抗补偿的构网型逆变器无功功率平衡前馈下垂控制，以及考虑多源不确定性的双电机线控转向系统有限时间自适应模糊一致性跟踪控制。本期论文彰显了在电机驱动、传感与定位、电力电子系统及智能控制等领域的最新研究进展与创新成果。总体来看，这些研究共同推动了工程化可用性与系统鲁棒性的提升，为产业化应用提供了重要参考与路径。
本期目录
📖 第1篇：基于软体电阻抗层析成像与预训练变压器的高效触觉感知
📖 第2篇：无轴承永磁薄片电机轴向悬浮力/转矩增强控制策略
📖 第3篇：永磁游标发电机风力发电系统功率因数提升中基于高效偏置角搜索策略的预测性转子位置偏置扩展研究
📖 第4篇：电动汽车牵引电机PWM电流下交流铜耗的快速计算
📖 第5篇：基于云模型的快速收敛鲁棒卡尔曼滤波器定位异常值检测方法
📖 第6篇：具有自适应三次谐波注入的五相磁通增强型内置式永磁电机快速双空间模型预测电流控制
📖 第7篇：基于解析计算的构网型变流器故障冲击电流特性表征
📖 第8篇：基于S/S与LCC/S输入串联输出并联混合拓扑的容错无线电能传输系统
📖 第9篇：基于线路阻抗补偿的构网型逆变器无功功率平衡前馈下垂控制
📖 第10篇：考虑多源不确定性的双电机线控转向系统有限时间自适应模糊一致性跟踪控制
📖 第1篇
📌 基于软体电阻抗层析成像与预训练变压器的高效触觉感知
Efficient Tactile Perception With Soft Electrical Impedance Tomography and Pretrained Transformer
作者：Huazhi Dong，Ronald B. Liu，Sihao Teng，Delin Hu，Sharel Peisan E，Francesco Giorgio-Serchi，Yunjie Yang
本文针对大面积柔性触觉感知的工程难题，提出并验证了一个整体重构框架。问题在于传统触觉阵列受限于传感器密度与制造成本，而电阻抗层析成像（EIT）可以用少量电极实现大面积感知，但存在重构计算成本高与仿真-真实分布差异问题。为此，作者构建了一个基于仿真自监督预训练与少量真实样本微调的两阶段方案：首先用仿真设备产生大规模电阻抗数据并进行自监督预训练学习通用表征；随后仅用少量真实标注样本微调，实现从EIT测量到触觉图像的端到端映射。整体系统输入为电极间阻抗测量向量，输出为二维触觉分布图。与现有迭代重构或端到端监督学习不同，本方案在训练策略与数据利用上实现了本质性差异，既保留了仿真数据的规模优势，又弥补了真实数据的分布差异，从而形成一个可推广的系统框架。
在实现与训练细节上，本文首先在仿真平台上构造多种触觉形状与力学边界条件，并设计了基于物理约束的损失项以稳定训练；预训练阶段采用自监督目标（如重建与对比损失）结合Adam优化器，学习率初始设置为1e-4，批量大小为256；微调阶段仅用约2500个真实标注样本以较小学习率（1e-5）进行细调以防过拟合。传感器与数据处理链路中，本文引入了基于物理模型的正则化与数据增强（旋转、尺度变换及噪声注入）以提升泛化，并对推理延迟进行优化，使得重构延迟满足实时交互要求。关键实现上通过预训练变压器迁移与物理正则化损失确保从仿真到真实的有效迁移。
实验设计覆盖仿真与真实多场景验证：仿真集含45万样本用于预训练，真实标注仅2500样本微调；对比基线包括传统数值重构方法与端到端卷积网络。关键指标显示：在仅2500真实样本下，PTET达到或优于基线在45万样本下的性能，误差降低最多达43.57%；在真实复杂触摸模式（多指触、环形触、L形触）上MSE较现有方法降低63.88%。此外，传感器设计验证可检测到最低1毫米压缩形变，300次循环测试中输出稳定，系统在实时交互（游戏与机械臂控制）中延迟与鲁棒性满足工程需求。综合来看，本工作在数据效率、泛化能力与工程可用性上均提供了显著提升，并指出了未来在可穿戴假肢与软体机器人中的实用化路径。
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📖 第2篇
📌 无轴承永磁薄片电机轴向悬浮力/转矩增强控制策略
Enhanced Axial Suspension Force/Torque Control Strategy for Bearingless Permanent Magnet Slice Motor
作者：Zhenglong Li，Xiaolin Wang，Xucong Bao，Tengrui Shi
本文聚焦于无轴承永磁薄片电机（BPMSM）在轴向被动悬浮下的稳定性问题，提出了一种在不增加硬件成本的前提下，通过电流策略改进实现的轴向阻尼与转矩增强方案。研究首先建立了包含轴向偏移与扭转自由度的数学模型，分析了轴向力/转矩的刚度与阻尼对振动特性的影响，并引入了极性因子这一控制概念用于定义电流调节的方向与幅值。基于该框架，设计了四类电流调节策略以比较其在不同扰动工况下的抑振性能差异，目标是实现既能抑制轴向振动又避免对控制器产生过大瞬态电流冲击的综合控制策略。
在实现细节上，本文通过将d轴转矩电流调节映射为轴向力/转矩的附加成分，设计了用于实时时域控制的算法：包括固定极性（Q1）、符号函数极性（Q2）、位移比例极性（Q3）与本文提出的变极性因子策略（Q4）。Q4策略通过引入位移信号的实时采样与平滑滤波，确保阻尼方向与速度保持反向同时避免电流突变，从而降低对电流调节器的瞬时要求。控制器实现上采用有限频带的滤波器与电流坡度限制以抑制尖峰，并在仿真与实验平台中设置最大调节电流限制与安全阈值作为工程约束，确保控制策略在实际驱动器上可实现。
通过仿真与硬件实验验证，采用Q4策略后轴向振动衰减时间缩短至少56.25%，而在扭转抑制工况下衰减时间缩短62.9%。最大调节电流被限制在2.2A且无电流尖峰，显示出对控制器友好的工程特性。对比分析也表明Q2虽然在收敛速度上有优势，但会产生电流突变，Q3在小位移下调节能力不足，Q1在某些工况下甚至可能加剧振动。结果进一步表明，所提方案在不需额外绕组或磁体的情况下即可显著提升BPMSM的轴向稳定性与抗扰能力，为高精度制造与医疗器械等领域的无轴承电机应用提供低成本可行的工程方案。
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📖 第3篇
📌 永磁游标发电机风力发电系统功率因数提升中基于高效偏置角搜索策略的预测性转子位置偏置扩展研究
Extended Research on Predictive Rotor Position Bias With Efficient Bias Angle Search Strategy in PMVG-WTS Power Factor Improvement
作者：Ganesh Mayilsamy，Jae Hoon Jeong
本文面向永磁游标发电机（PMVG）在风力发电系统（WTS）中因结构特性导致的功率因数偏低问题，提出了一种用于电流角控制的高效偏置角搜索（EBAS）策略来提升系统的功率因数。研究首先分析了PMVG因高槽极比与磁齿轮效应引起的PF下降机理，并指出传统的有限角-转子位置偏置（FA-RPB）在迭代次数与响应平滑性上存在明显不足。为此提出的技术路线是利用预测性转子位置偏置（PRPB）结合上一控制周期信息作为初始值，并在每个采样周期内通过固定步长微调偏置角以快速收敛，实现低开销与高稳定性的偏置角生成。
在实现细节方面，本文将EBAS嵌入电流角控制环，采用上一周期偏置角作为初始估计，并以固定步长迭代方式在后续采样点进行最多三次微步调整以寻优，避免了传统FA-RPB多次迭代的计算负担。算法实现时关注实时性与数值稳定，优化了搜索步长与收敛判据以适配不同转速与负载工况；同时采用李雅普诺夫方法论证了算法的收敛性与稳定性，使控制器在参数扰动下仍能保持鲁棒性。此外，作者在实现上对计算时间与采样延迟进行了工程评估，将单次偏置计算时间从8μs降至2μs，显著降低控制器计算负荷。
实验设计包括1.6MW系统的仿真验证与5kW实验台的实时测试。结果显示EBAS在各工况下平均提升功率因数约8.8%，与FA-RPB相比迭代次数减少超过85%（从21次降至3次），计算时间缩短至原来的25%，并显著降低了偏置角纹波，提高了系统效率并减少了定子无功输出。基于量化结果，本文提出的PRPB+EBAS对提高PMVG风力机组的功率因数与工程可实施性具有明显优势，适合于大规模风电系统的实时控制部署。
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📖 第4篇
📌 电动汽车牵引电机PWM电流下交流铜耗的快速计算
Fast Calculation of AC Copper Losses With PWM Current in EV Propulsion Motors
作者：Nam-Ho Kim，Seok-Won Jung，Do-Hyun Kang，Yong-Jun Kwon，Ho-Jin Oh，Il-Hwan An，Kwon-II Park，Jin Hwan Lee，Sang-Yong Jung
本文面向高功率密度电动汽车牵引电机中发卡绕组在PWM驱动下的交流铜耗评估难题，提出了一种将磁准静态有限元（MQS-FEA）与解析模型相结合的混合计算流程。问题核心在于发卡绕组的矩形导体在高频PWM谐波作用下存在显著的集肤效应与邻近效应，传统瞬态FEA虽然精确但在工程迭代中计算代价过高。本文通过构建适用于矩形导体的电抗限制解析模型来近似基波与谐波下的电流分布，同时结合MQS-FEA提取的磁场谐波分量以处理邻近效应，从而达到精度与效率的折衷。
在实现与计算流程方面，本文首先通过MQS-FEA在静态或准静态假设下提取导体单元的磁通密度谐波；随后利用核密度估计（KDE）构建连续概率分布以选取代表性磁场样本作为解析模型输入，从而避免假设磁场均匀所致误差。对于集肤效应，提出的解析模型引入了频域电抗限制并考虑基波与PWM谐波叠加，关键超参数包括谐波阶数截断与KDE带宽选择（工程上推荐的带宽范围与样本数在文中有详细给出）。此外采用冻结磁导率法分离槽漏场贡献以简化计算，实现了快速且接近瞬态FEA精度的损耗估算。
在150kW目标电机上的验证显示，与瞬态FEA相比，本方法在最大效率点的效率差异仅为0.05–0.07个百分点，但绘制全工况效率地图所需时间从约2487分钟缩减到约110分钟，计算速度提升接近20倍。该方法在保留工程精度的同时显著降低了计算成本，适合于电机设计中的多轮迭代优化与热管理评估，为实际产业化设计流程提供了实用工具。
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📖 第5篇
📌 基于云模型的快速收敛鲁棒卡尔曼滤波器定位异常值检测方法
Fast Convergence Robust Kalman Filter Localization of Outliers Based on Cloud Model
作者：Jinyu Zhu，Shaoxin Sun，Jiangshuai Huang，Alois Knoll，Zhenshan Bing
本文关注于受限环境（如地下管道）中基于卡尔曼滤波的定位问题，在多传感器融合场景下经常遇到的测量异常值与模型不确定性导致定位误差与发散问题。为此提出了一种基于云模型的快速收敛鲁棒卡尔曼滤波器框架。思想为通过云模型的期望、熵与超熵三要素在滑动窗口内评估观测序列的不确定性，进而为每一测量点计算异常概率，并据此动态调整滤波器的噪声协方差估计，以区分测量层面的异常与状态模型层面的偏差。
实现上，本文将云模型评估与Student's t 噪声模型结合，替代传统的高斯假设以提高重尾噪声下的鲁棒性；并采纳变分贝叶斯推断在滑动窗口内联合估计状态与噪声协方差矩阵，提供自适应而稳定的参数更新。关键实现要点包括选择滑动窗口长度、云模型参数估计策略与变分推断的收敛判据（这些均作为超参数在论文中进行了敏感性分析）。此外，算法在实现时加入了数值稳定性控制如边界约束与正则化项以避免协方差矩阵退化。
在仿真与真实机器人定位实验中，当异常率为0.1时，改进算法相比扩展卡尔曼滤波将最大位置误差降低20.69%、平均位置误差降低44.37%；当异常率为0.3时，最大误差降低30.38%、平均误差降低51.45%。此外，由于云模型的快速异常检测机制，收敛速度较现有基于Student's t 的方法提高约20倍。这些结果证明了方法在高异常环境下的显著性能提升与工程适用性。
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📖 第6篇
📌 具有自适应三次谐波注入的五相磁通增强型内置式永磁电机快速双空间模型预测电流控制
Fast Dual-Space Model Predictive Current Control of Five-Phase Flux-Intensifying IPM Motor With Adaptive Third-Harmonic Injection
作者：Li Zhang，Xianwei Wang，Xiaoyong Zhu，Maolin Shi，Wen-Hua Chen
本文针对五相磁通增强型内置式永磁（FI-IPM）电机在输出转矩最大化与电流谐波控制之间的权衡问题，提出了一种自适应三次谐波注入结合快速双空间模型预测电流控制（MPCC）的综合方案。研究指出FI-IPM的反电动势中含丰富的三次谐波，应通过合适注入比提升输出转矩，但传统固定注入比在考虑磁阻转矩时并非全工况最优。为此提出了在实时运行中自适应调整三次注入系数以实现最大转矩每安（MTPA）目标的控制架构。
实现方面，引入扩展的虚拟信号注入MTPA方法以估计最优注入比，并在MPCC中采用虚拟电压矢量（VVV）预选机制对电压候选集进行重组成形，以在基波与三次谐波空间同时优化电流响应。为降低计算负担，基于电压标志矢量建立预选规则将待优化VVV数量由十个减少至两个，从而显著减少运算量并满足实时性要求。控制器在实现上关注电压幅值与相位的灵活调整以及对注入系数的自适应律设计。
实验结果表明，与无注入与固定注入策略相比，自适应注入能将电流峰值在相同负载下分别降低15.4%与3.0%，从而提升负载能力。控制性能方面，快速双空间MPCC在转速脉动、电流谐波、转矩脉动及能量损耗等指标上均优于传统方法，且计算时间较传统VVV方法降低了约79.5%。该方案兼顾性能与计算效率，为五相FI-IPM电机的高性能驱动提供了可工程实现的路径。
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📖 第7篇
📌 基于解析计算的构网型变流器故障冲击电流特性表征
Fault Inrush Current Characterization of Grid Forming Converter Based on Analytical Calculation
作者：Boxin Liu，Xin Xiang，Huan Yang，Wuhua Li，Xiangning He
构网型变流器在电力电子主导的电网中承担重要的电压与频率支撑角色，但其在故障瞬态下的过电流能力与响应特性与传统同步发电机存在差异。本文提出了一个定制的电磁暂态分析模型，旨在解析计算故障发生瞬间的故障冲击电流，并定量刻画控制参数（如环路带宽、控制器增益）对冲击电流衰减的影响，以为保护设定与控制参数调优提供理论依据。
研究方法上，本文将级联控制器与无源元件的多时间尺度交互纳入模型，采用时域解析方法推导变流器在不同故障类型（单相接地、三相短路等）下的电流响应表达式，并进一步分析了控制器参数对系统阻尼与振荡频率的影响。关键实现要点包括对电磁暂态的分解近似、对控制环动态的线性化处理以及对耦合时间尺度的有序分层建模，使得解析结果既具有物理可解释性又能与实验结果量化对比。
实验验证在多个硬件平台上开展，结果表明通过合理配置控制器参数可以显著抑制冲击电流幅值与振荡持续时间，减少对系统保护的误触发风险。论文定量地展示了若干参数组合下冲击电流衰减时间和峰值变化，并将解析计算与数值仿真和实验结果进行对比，验证了模型在工程应用中的有效性。该研究为变流器在故障工况下的控制优化与保护设定提供了可操作的理论依据，具有较高的工程参考价值。
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📖 第8篇
📌 基于S/S与LCC/S输入串联输出并联混合拓扑的容错无线电能传输系统
Fault-Tolerant Wireless Power Transfer System With S/S and LCC/S-Based Input-Series Output-Parallel Hybrid Topology
作者：Zihan Tian，Shihao Cheng，Dengrui Liu，Rong Fan，Shuren Liu，Chenbo Wang，Fuyao Yang，Yang Zhan，Guorui Xu，Haisen Zhao
针对高功率无线电能传输（WPT）在实际应用中面临的开路、短路及异常耦合等故障风险，本文提出了一种将S/S与LCC/S两种拓扑以输入串联、输出并联方式混合的容错拓扑，旨在通过拓扑互补性在不同故障类型下限制故障电流并保持系统安全工作。研究重点在于分析两子拓扑在典型故障情形下的阻抗响应及其互补机制，从而实现无需额外保护电路即可对多类故障实现容错。
实现上，本文设计了输入串联与输出并联的电路结构，并提出基于接收侧电流检测的无通信控制策略以实现功率均分与故障自适应切换。为增强对位移敏感性的鲁棒性，采用了四D正交（QDQ）磁耦合器与优化的线圈尺寸，使互感在±100mm偏移范围内基本恒定，从而在发射端电压不变时实现恒功率输出。关键工程参数包括拓扑元件的谐振频率设计、并联分布的阻抗匹配及电流检测阈值。
在85kHz、1kW样机实验中，系统在正常运行时实现两接收线圈电流幅值相等且相位差90°，功率均分；在负载开路、短路、接收端脱开、发射线圈支路开路及异常紧耦合等故障下，稳态故障电流均被限制在额定值两倍以内，瞬态过流持续时间仅为数百微秒到数毫秒。该方法无需复杂的通信或辅助电路即可实现多故障容错，适用于电动汽车无线充电等对可靠性有较高要求的场景，显著提高了WPT系统的本质安全性。
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📖 第9篇
📌 基于线路阻抗补偿的构网型逆变器无功功率平衡前馈下垂控制
Feedforward Droop Control for Reactive Power Balancing in Grid-Forming Inverters With Line Impedance Compensation
作者：Hyun J. Kim，Min S. Kim，Ho J. Lee，Eun S. Lee
在分布式能源并网及孤岛运行场景中，多台构网型逆变器并联时常因馈线线路阻抗差异导致无功分配不均，影响系统稳定性與设备安全。本文提出了一种基于DQ坐标系顺序激励的本地化线路阻抗估计方法，结合前馈补偿的下垂控制结构，从源头上消除线路阻抗对无功分配的影响，从而实现高精度的无功功率平衡。
具体实现包括通过本地电压电流测量在DQ域内施加顺序激励以估计馈线阻抗，估计过程无需外部传感或通信，收敛时间在0.8到4.0秒之间；随后在Q–V下垂的电压参考中加入基于估计阻抗的前馈补偿项以抵消由线路引起的DQ轴电压降，从而保持下垂系数不变并保证预设功率分配比的物理实现。实现细节包括阻抗在线估计的滤波与数值稳定化策略，以及对并联逆变器不对称下的鲁棒性处理。
5kVA硬件平台实验与大量仿真结果表明，在极度不平衡馈线条件下（例如0.10+j0.10Ω与0.60+j0.20Ω），该方法能将无功分配误差控制在2%以内，收敛速度快且动态性能优异。与需要改变下垂系数的虚拟阻抗或自适应下垂方法相比，本方案保持了原始下垂特性的完整性，便于工程设计与并联扩展，对于弱网或孤岛运行的高可靠分布式能源系统具有重要应用价值。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11269354
📖 第10篇
📌 考虑多源不确定性的双电机线控转向系统有限时间自适应模糊一致性跟踪控制
Finite-Time Adaptive Fuzzy Consistency Tracking Control for Dual-Motor Steer-by-Wire System Considering Multisource Uncertainties
作者：Kunhao Xu，Chunyan Wang，Wanzhong Zhao，Zhongkai Luan，Senhao Zhang，Yufu Liang，Weihe Liang，Yulin Ye
本文面向双电机线控转向（DMSBW）系统在实际车辆中遇到的参数扰动、负载变化与通信时延等多源不确定性，提出了一种将一致性控制与跟踪控制融为一体的有限时间自适应模糊一致性跟踪控制（ECC）框架。研究首先建立包含多源不确定性的系统动力学模型，明确一致性目标为双电机转向角同步并满足对轨迹的快速跟踪与鲁棒性要求，提出新的控制架构以降低实现复杂度并提升实时性。
在实现层面，本文设计了区间二型模糊观测器用于在线估计系统非线性与外部扰动，并结合Pade逼近与变量变换方法抵消通信时延的影响；控制器核心采用有限时间自适应动态面控制，引入自适应律以应对参数摄动，确保在有限时间内实现一致性跟踪。关键实现点包括模糊观测器的规则化设计、Pade逼近阶数选择与自适应律的收敛边界设置，以保证实验条件下的数值稳定与硬件可实现性。
硬件在环实验显示，ECC架构相比传统主从控制与交叉耦合控制将双电机同步误差分别改善了55.6%与42.9%；与超扭滑模控制和自适应反步控制相比，车轮跟踪性能分别提升了51.5%与61.9%。这些结果证明了该策略在处理多源不确定性时的高鲁棒性与快速收敛能力，具有推广到实际智能驾驶系统的工程潜力。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11268921
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