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欢迎阅读IEEE Transactions on Industrial Electronics期刊2026年issue3推送（第5期/共13期）。本篇推送共包含10篇研究论文，内容覆盖控制理论与电力电子、新能源并网与微电网、多机器人协同与电机控制等重要领域。论文主题聚焦于自适应控制与鲁棒性提升，具体包括：针对具有输入延迟的离散时间线性系统、舰船电力系统脉冲负载、直流微电网故障诊断等场景提出的自适应控制策略；面向无线电力传输、DC/DC变换器及光伏并网系统的自主均流、高效预测控制与鲁棒控制方法；以及基于分布式概率推理的多机器人自适应围捕、级联多电平变换器虚拟惯量模拟、永磁同步电机位置估计等前沿课题，展现了从理论创新到工程应用的广泛进展。上述研究有助于提升电力电子系统的稳定性与可靠性，推动可再生能源与智能系统的工程化应用与产业落地。
本期目录
📖 第1篇：具有输入延迟的离散时间线性系统的自适应输出反馈未知周期扰动补偿
📖 第2篇：面向舰船电力系统脉冲负载的交错并联升压变换器自适应无源控制
📖 第3篇：基于分布式概率推理的多机器人自适应目标围捕
📖 第4篇：基于自适应阈值的直流微电网局部故障诊断方法
📖 第5篇：级联多电平变换器自适应虚拟惯量模拟与控制方案以最大化其频率支持能力
📖 第6篇：无线电力传输系统中交错式DC/DC变换器的自主均流方法
📖 第7篇：面向DC/DC升压变换器广义预测控制的高效长预测时域设计
📖 第8篇：一种增强型非线性模式分解技术及其在并网屋顶太阳能光伏系统中的应用
📖 第9篇：基于级联自适应线性神经网络的非正弦反电动势永磁同步电机位置估计改进策略
📖 第10篇：基于输入功率观测的光伏直流模块并网系统直流母线电压鲁棒控制策略
📖 第1篇
📌 具有输入延迟的离散时间线性系统的自适应输出反馈未知周期扰动补偿
Adaptive Output-Feedback Unknown Periodic Disturbances Compensation for Discrete-Time Linear Systems With Input Delay
作者：Jiahao Zhu，Shujin Yuan，Jun Luo，Huayan Pu
本文聚焦于具有输入延迟补偿难题的离散时间线性系统，目标是在存在未知时变周期扰动的情况下实现输出性能的完全恢复。研究在系统建模层面构建了一个辅助等效模型，通过模块图变换将原始带延迟系统转化为等效无延迟系统，进而把控制器设计问题降为对Youla型参数的优化问题。本文的核心控制框架基于内模原理与Youla参数化相结合，明确了输入输出信息流、模块接口与在线更新机制，相较于传统预测器方案，本方法强调直接在控制器族内搜索满足稳定性和严格因果性的有理控制器，避免了对系统逆模型的强假设。
实现细节上，本文采用递归最小二乘法在线调整Q参数以补偿未知扰动，算法包含数据缓存、增量更新和遗忘因子设置。论文对估计量与控制器交互闭环的收敛性进行了严格分析，损失函数采用平衡跟踪误差与参数量级的二次项，并引入稳定性约束项以保证在线更新不破坏闭环极点位置。关键实现要点包括递归最小二乘的遗忘因子选取、在线投影约束以及对抗噪声的正则化，此外给出了Q参数初始化与步长调整的工程经验。
实验在带有非最小相位特性的主动振动隔离器上进行，包含单频、跳频与多频扰动工况。关键结果显示：在单频37 Hz扰动下，残余振动衰减约83 dB；当扰动从37 Hz跳变到45 Hz时，系统在约1 s内重新收敛；在多频跳变实验中，本方法对主要频率成分的抑制效果显著优于对照组，且在非匹配扰动场景下仍能实现完全补偿。总体结论表明该方法在鲁棒性与自适应性能上具备工程可行性，适合在有输入延迟的离散控制系统中推广应用。
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📖 第2篇
📌 面向舰船电力系统脉冲负载的交错并联升压变换器自适应无源控制
Adaptive Passivity-Based Control of Interleaved Parallel Boost Converter Supplying Pulsed Loads in Shipboard Power System
作者：Bailong Xu，Qianming Xu，Peng Guo，Jiayu Hu，Zhikang Shuai，An Luo
针对舰船电力系统中典型的脉冲负载（如激光雷达、电磁发射），本文提出了一种集成超级电容器接口的交错并联升压变换器（IPBC）的自适应无源控制架构，旨在在极短时间内向负载输出高峰功率同时保持电网稳定。研究首先建立了包含储能端口的IPBC降阶模型，通过在降阶模型中嵌套微分平坦控制（DFC）来改善大信号扰动下的瞬态性能，并将该模块与无源控制（PBC）理论整合，形成扩展型无源控制器。
在实现层面，本文设计了一种改进的非线性扰动观测器用于快速估计等效总扰动，观测器结构采用滑模与自适应增益相结合的形式，从而在无额外电流/电压传感器条件下实现高精度估计。关键实现参数包括观测器增益的自适应律、滤波带宽与抗饱和处理策略，文中给出基于李雅普诺夫的收敛准则以及观测器对噪声的鲁棒正则化措施，部署时需注意观测器带宽与PBC增益的配合以避免交互不稳定。
仿真实验与硬件验证覆盖脉冲电阻负载與脉冲功率负载两类典型工况，与经典双闭环PI、传统PBC及现有观测器方案对比，结果显示：本文方案在暂态恢复时间上缩短约30%–50%；电压超调/下冲显著降低，稳态误差几乎为0；多相电感电流实现精确均流，消除了传统并联结构中的电流不均问题。综合来看，该控制策略兼顾动态性能与工程实现复杂度，适合舰船等高功率密度场景的工业化应用。
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📖 第3篇
📌 基于分布式概率推理的多机器人自适应目标围捕
Adaptive Target Trapping with Multirobot Systems via Distributed Probabilistic Inference
作者：Mengdie Huang，Dengyu Xiao，Yu Sun，Huayan Pu，Jun Luo
在高密度、约束多的环境中围捕机动目标对协调性与实时性要求极高。本文提出了基于因子图的分布式概率推理方法，将多机器人围捕问题形式化为一个广义动态概率图模型，并在此基础上引入增量式协同高斯置信传播（ICGBP）算法，支持机器人之间的并行消息传递与局部推理。该模型通过因子分解将高维联合分布拆解为可在边缘节点并行处理的局部因子，从而显著降低了计算与通信负担，同时具备去中心化、自组织的任务分配能力。
算法实现方面，本文设计了基于空间分布均匀度的自适应围捕因子，该因子动态调整机器人收缩半径以在目标周边形成紧凑均匀的包围圈。实现细节包括因子图节点的消息参数化、高斯近似的协同更新规则、以及用于保证数值稳定性的边缘消息剪枝与正则化。作者还给出ICGBP的收敛性证明，并分析了算法在通信丢包与延迟情形下的鲁棒性策略，关键实现要点为消息修正与高斯逼近的带宽控制。
仿真和实际机器人实验均验证了方法的有效性。在多种未知机动规避策略下，捕获成功率达93%，明显优于非自适应对照方法；随机器人数量增加，碰撞范数下降并且系统保持高捕获率。实验还展示了实时性：在典型配置下，单轮消息传递延迟低于50 ms，整体围捕流程在数秒内完成。研究表明ICGBP适合应用于城市拥堵、灾区救援等需要分布式协作的真实场景。
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📖 第4篇
📌 基于自适应阈值的直流微电网局部故障诊断方法
Adaptive Threshold-Based Local Fault Diagnosis Method for DC Microgrids
作者：Hongyi Liu，Hua Han，Guangze Shi，Xida Chen，Yao Sun，Mei Su，Chaoyang Chen
直流微电网对线路故障诊断的快速性与可靠性要求极高，尤其中在低惯性和弱过流能力条件下，传统固定阈值方法难以兼顾灵活性和抗噪能力。本文提出了一种基于本地换流器控制器共享信息的自适应阈值故障诊断方法，核心在于通过母线侧信号的统计特征替代线路传感器，实现无需额外线路电流/电压传感器的本地化诊断架构。
方法细节包括选取母线侧单端正极电流与电压的偏度与累积和、多步导数等作为故障特征量，并基于实时分位数区间估计构造自适应检测阈值。诊断流程采用滑窗统计与分位数更新，配以轻量级的分类规则以区分短路、接触不良、高阻故障等类型。关键实现点是分位数区间估计与多步导数过滤的参数设定，文中给出在不同采样频率与噪声水平下的参数选取准则与实时计算复杂度分析。
通过MATLAB/Simulink与实验台验证，方法在多类工况下实现了快速诊断：在典型设置下诊断时延≤2 ms，即便在高阻故障且伴随40 dB噪声条件下仍保持高识别率。与静态阈值方法相比，误报率与漏报率显著下降，且在传感器故障情形下系统仍能维持诊断功能，从而为直流微电网提供了一种低成本且鲁棒的后备保护方案。
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📖 第5篇
📌 级联多电平变换器自适应虚拟惯量模拟与控制方案以最大化其频率支持能力
Adaptive Virtual Inertia Emulation and Control Scheme of Cascaded Multilevel Converters to Maximize Its Frequency Support Ability
作者：Qian Xiao，Haolin Yu，Yu Jin，Hongjie Jia，Yunfei Mu，Jiebei Zhu，Huiqiao Liu，Remus Teodorescu，Frede Blaabjerg
随着可再生能源占比上升，系统惯性显著下降，本文针对级联多电平变换器（CMC）提出了一种自适应虚拟惯量模拟与控制方案，旨在最大化CMC在频率支持上的可用能力。文章首先阐明通过吸收/释放子模块电容器能量實现惯量模拟的物理机理，并重新定义了在无功功率输出条件下子模块电容电压直流分量的可用变化范围，从而获得更精确的可用能量预算。
控制策略基于对不同源/荷扰动下最高/最低频率的估算，通过动态频率极值估计来自适应优化下垂增益，保证子模块电容电压在安全范围内实现最大功率交换。实现细节包括在线频率极值滤波、功率限幅器与电容电压约束的投影算法，关键实现参数为下垂增益与电容电压限幅的动态调整律。
仿真与实验结果显示，在0.02 p.u.负荷阶跃下，频率偏差降低约32.8%；在0.03 p.u.负荷阶跃下，频率偏差最高降低27.9%。与固定电容电压下垂方法相比，本策略在确保电容电压安全的前提下实现了更优的频率支撑能力，表明通过动态估算可用能量并自适应调整控制增益，是提升CMC频率支持能力的有效路径。
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📖 第6篇
📌 无线电力传输系统中交错式DC/DC变换器的自主均流方法
An Autonomous Current Balancing Method for Interleaved DC/DC Converter in Wireless Power Transfer Systems
作者：Zixuan Xu，Menglin L. N. Chen，Kerui Li，Minghao Wang，Xinyang Su，Zhao Xu
本文面向高功率无线电力传输（WPT）系统中常见的交错式DC/DC变换器电流不平衡问题，提出一种基于分裂输入配置与伪直流母线电容结构的自主均流方法，核心思想是利用电容电压與电感電流之间的固有耦合实现无需额外传感器的电流均流。该方法适用于多种拓扑与功率等级，具有较强的通用性与工程可实现性。
在实现层面，作者设计了基于小信号模型的PI控制器并辅以前馈补偿以提升动态响应，同时提出了伪直流母线电容的参数选择与匹配策略。关键实现要点包括伪直流母线设计和前馈补偿律，并给出对参数不匹配（如电感电容公差）下的稳态均流条件与动态调节策略，以保证在现实器件容差下系统仍能保持均流性能。
实验结果表明：即使存在参数不匹配，两相电感电流的平均值仍基本一致；总电流纹波较单相电流降低约49%；系统最大效率达到94.8%；在输出电压或负载阶跃时，系统能在约12 ms内恢复并维持均流效果。该方法无需额外传感器，能显著降低成本并提升WPT系统的可靠性与热分布一致性。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11223892
📖 第7篇
📌 面向DC/DC升压变换器广义预测控制的高效长预测时域设计
An Efficient Long Prediction Horizon Design for Generalized Predictive Control of DC/DC Boost Converter
作者：Yuan Li，Subham Sahoo，Sergio Vazquez，Frede Blaabjerg，Tomislav Dragičević，Leopoldo G. Franquelo
广义预测控制（GPC）在电力电子系统中的性能依赖于预测时域的选择。本文以DC/DC升压变换器为例，提出一种基于闭环传递函数建模的预测时域设计方法，通过分析不同预测时域对闭环极点分布的影响，推导出保证系统稳定性的严格预测时域下界与工程设计准则，从而在保证稳定性的同时减少计算负担。
本文详细给出了参数敏感性分析，涵盖负载变化、参考电压、滤波元件（电感、电容）对稳定边界的影响，提出了基于极点位置约束的时域选取算法。关键实现点包括对闭环模型的数值辨识精度、预测步长与控制步长的匹配，以及在计算受限平台上的近似求解策略，文中使用的核心约束为极点位置约束与预测步长匹配。
实验证明：当预测时域低于理论下界时会出现跟踪失败或震荡；采用本文设计边界时，系统在性能与计算量之间取得平衡，计算时间相比经验选取的过长时域至少减少了22%，同时保持了稳定的跟踪性能和鲁棒性。该方法为GPC在资源受限的电力电子应用中提供了可操作的设计准则，有利于工程推广。
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📖 第8篇
📌 一种增强型非线性模式分解技术及其在并网屋顶太阳能光伏系统中的应用
An Enhanced Nonlinear Mode Decomposition Technique for Grid-Tied Rooftop Solar Photovoltaic System
作者：Divyank Srivastava，Vivek Narayanan，Bhim Singh，Arunima Verma
为提升并网屋顶光伏系统（RSPVS）的电能质量与动态稳定性，本文提出了一种基于增强型非线性模式分解（ENMD）的单级混合并网架构，将电池储能集成于光伏侧并采用两级滤波結構（前置滤波与环路内滤波）以实现强鲁棒的基频恢复与负载电流解耦。该方法旨在在受污染电网与非线性负载条件下保持低THD并支持并网/孤岛无缝切换。
实现方面，前置滤波器用于从噪声与谐波污染的电网电压中恢复PCC基频分量，环路内滤波在并网模式下同步分离负载基频电流，关键实现要点包括前置滤波器设计、环路内滤波的带宽分配与在线切换逻辑。文中对滤波器参数的鲁棒性进行了敏感性分析，并提出了在弱电网与电压畸变情形下保持稳定性的补偿策略。
仿真与硬件原型试验表明，在并网与孤岛两种模式下，电网电流与负载电压THD均控制在5%以内，满足IEEE 519与IEC 61727标准；相比双级结构系统，成本节省约14%，且在光照突变、负载突增等动态工况下保持快速收敛与稳定切换。由此可见，ENMD为分布式光伏并网提供了性能与成本兼顾的工程化路线。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11264351
📖 第9篇
📌 基于级联自适应线性神经网络的非正弦反电动势永磁同步电机位置估计改进策略
An Improved Position Estimation Strategy for PMSM With Nonsinusoidal BEMF Based on Cascaded Adaptive Linear Neural Network
作者：Liwen Bao，Fei Peng，Yunkai Huang，Yu Yao
永磁同步电机（PMSM）在无传感器控制中，非正弦反电动势（BEMF）会引入位置估计误差。本文提出一种基于级联自适应线性神经网络（CADALINE）的估计策略，通过级联的HADALINE与FADALINE结构分别提取谐波分量與基波分量，实现对含有空间磁链谐波的反电动势的精确分离。该方法在模型复杂度与估计精度之间取得权衡，适合工业控制器实时部署。
实现细节包含三角函数输入型自适应线性神经网络的权重更新规则、正交约束的引入以缓解低速病态问题、以及对在线噪声抑制的正则化设计。关键实现要点为级联结构与正交约束的配合，算法在权重更新时采用带有衰减因子的自适应步长，保证在低速工况下的收敛性与稳定性。
实验在10 Hz低速工况下表明：估计反电动势的总谐波失真降至1.12%，位置估计误差控制在约2.5°以内；收敛速度相比传统HADALINE提升了约50%。整体性能在稳态与瞬态下均优于现有多种谐波抑制策略，显示出良好的工程应用潜力。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11235525
📖 第10篇
📌 基于输入功率观测的光伏直流模块并网系统直流母线电压鲁棒控制策略
An Input Power Observation-Based DC-Bus Voltage Robust Control Strategy of PV DC Modules Grid-Connected System
作者：Gaoxiang Li，Haobin Wang，Jining Chen，Xiao Liu
为解决光伏并网逆变器直流母线电压受光照波动与不确定性影响的问题，本文提出基于输入功率观测的鲁棒控制策略。研究设计了一种非线性扰动观测器用于在线估计直流侧输入功率，该观测器仅依赖输入功率信息，因此对交流侧电网扰动具有天然的抗干扰能力，适用于光伏直流模块并网场景。
控制器采用反馈线性化与滑模控制相结合的形式（FLSMC-NDOB），并利用输入功率观测结果动态调节控制律以抑制直流母线电压波动。关键实现要点包括观测器的非线性结构设计、滑模增益的自适应调节与噪声滤波器的带宽配置，文中明确了用于稳定性证明的核心约束功率守恒约束与李雅普诺夫条件。
仿真实验与实装验证表明，在输入功率波动、电路参数扰动及电网电压骤降等情况下，所提策略可将并网电流THD降低至约3.91%，并显著减小直流母线电压波动幅度。该观测器无需额外电流传感器，从而提升了系统可靠性并降低了成本，具有良好的工程推广前景。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11231394
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