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瞿志华博士（美国）、吴青华博士（英国）和永谦教授潘志刚博士（美国）。学院聘请了Leo Lorenz（雷欧·罗伦兹）院士、卢强院士、马伟明院士、徐扬生院士、薛禹胜院士、严陆光院士、周孝信院士等12位知名专家学者为兼职教授（研究员）。学院现有教职工179名，其中教授43名（含博士生导师37名）、副教授（副研究员）65人、高级工程师（高级实验师）14人、讲师24人。教学科研岗位人数121人，其中具有博士学位的比例为76.9% 。

学院与国际一流大学之间有着频繁的学术交流与合作，多次主持召开国际学术会议。学院面向教学、科研的机构和设施日臻完善，建有九个研究所、一个面向全校的电工电子教学实验中心和一个面向全院的专业教学实验平台。学院还建有电力电子技术国家专业实验室、电力电子应用技术国家工程研究中心、电工电子国家级实验教学示范中心，拥有国家集成电路人才培养基地。

浙江大学系统科学与工程系包括系统分析与集成和控制理论与控制工程两个学科点，其中，系统分析与集成学科点是四校合并以来建立的首批理工科交叉的学科点之一，是浙江省重点学科，在2004年全国系统科学一级学科评估中排名全国第四。控制理论与控制工程学科点的前身是创立于1953年的工业自动化专业。秉承浙江大学“求是创新”校风，系统科学与工程系培养了大批基础坚实、知识面广、适应能力强的高级专门人才。数码纺织研究方向达到国内领先和国际先进水平，列为浙江大学211建设十五项标志性成果之一，其中2项科研成果获国家科技进步三等奖。

系统科学与工程系建有“电气自动化”和“系统分析与集成”等两个研究所，与国内外许多大中型企业和科研机构保持良好的科研合作关系。十五期间，系统科学与工程系共承担国家、省、部科研项目及企业委托科研项目150余项，科研总经费2000万元。其中，国家自然科学基金项目9项，国家863项目2项，教育部跨世纪人才基金1项、省自然科学基金项目2项，国防科工委预研项目1项、省重大自然科学基金项目1项、省科技计划项

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目1项。通过省部级鉴定的科研成果14项，荣获国家及省部级科技成果奖10项。获得国家发明和实用新型专利14项。并发表了一批高水平学术论文，SCI收录21篇，EI收录86余篇。出版著作教材11部。

系统科学与工程系师资力量雄厚，现有在职教授9人（其中，博士生导师8名），副教授13。并拥有完备的人才培养体系。拥有国家重点学科“控制理论与控制工程”（信息学院控制系共享）、“电力电子与电力传动学科”（与应用电子学系共享），及浙江省重点学科“系统分析与集成”。

学科发展以大系统理论、复杂系统理论、非线性系统理论、智能控制理论、数据挖掘和信息融合技术、工业生产过程综合自动化系统的分析、建模、控制与优化为主线，围绕数码纺织及装备自动化、智能机器人系统、智能交通和物流信息化、自动化系统，机器人系统、ERP以及电子商务系统、集成化、智能化、数字化的新型交、直流传动系统、水利系统等等研究方向开展研究，具有优势。

在人才培养方面，秉承基础和应用并重的原则，使学生在自动化、电子信息、计算机技术、系统分析与集成等方面的得到扎实的基本训练，掌握专业领域所需的基本理论及相关应用领域的知识，具有强电与弱电、电工技术与电子技术、软件与硬件、元件与系统、信息与系统、管理科学与工程技术相结合的显著特点。毕业生可在自动化、通信、信息、计算机、交通运输、金融、电力、航空航天、能源、机电一体化等许多领域的各类企业、研究院所、高等院校及政府机关从事科学研究、设计开发、管理决策、教育等工作。毕业生都可找到自己满意的工作，具有很好的声誉。

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第四章 控制器的原理及设计方案

一、无刷直流电机的原理

1、无刷直流电机的结构

无刷直流电动机是在有刷直流电动机的基础上发展起来的。它的电枢绕组是经由电子“换向器”接到直流电源上，可把它归为直流电动机的一种。从供电逆变器的角度来看，它又可属于永磁同步电动机的一种，因为无刷直流电动机转速变化以及电枢绕组中的电流变化是和逆变器的频率是一致的。但是无刷直流电动机电枢绕组中流过的电流以方波形式变化，故又称为方波电流永磁交流电动机。无刷直流电动机的组成是用装有永磁体的转子取代有刷直流电动机的定子磁极，用具有多相绕组的定子取代电枢，用由逆变器和转子位置检测器组成的电子换向器取代机械换向器和电刷。无刷直流电动机的基本构成包括电动机本体、转子位置检测器和电子换相电路三部分，如图2-1所示。

直流电源开关电路电动机位置传感器图2-1 无刷直流电动机的结构框图

2、无刷直流电动机的工作原理

一般的直流电机由于电刷的换相，使得由永久磁钢产生的磁场与电枢绕组通电后产生场在电机运行过程中始终保持垂直从而产生最大转矩，使电动机运转。无刷直流电动机的运行原理和有刷直流电动机基本相同，即在一个具有恒定磁通密度分布的磁极下，保证电枢绕组中通过的电流总量恒定，以产生恒定转矩，而且转矩只与电枢电流的大小有关。由于转子的气隙磁通为梯形波，由电机学原理可知，电枢的感应电动势亦为梯形波，大小与转子磁通和转速成正比。BLDCM三相电枢绕组的每相电流为120°通电型的交流方波，反电动势为120°

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梯形波。只要控制好逆变器各桥臂功率器件的开关时刻就能满足上述要求。BLDCM三相绕组主回路基本类型有三相半控和三相全控两种。三相半控电路的特点是简单，一个可控硅控制一相的通断，每个绕组只通电1/3的时间，另外2/3时间处于断开状态，没有得到充分的利用，在运行过程中的转矩波动较大。所以最好采用三相全控式电路，电路如图2-2所示，在该电路中，电动机的绕组为Y联结。

图2-2中UI为逆变器，PMM为永磁电动机本体，PS为与电动机本体同轴连接的转子位置传感器。控制电路对转子位置传感器检测的信号进行逻辑变换后，产生脉宽调制(PWM)信号，经过驱动电路放大送至逆变器各功率开关管，从而控制电动机各相绕组按一定顺序工作，在电动机气隙中产生跳跃式旋转磁场。下面以两相导通星形三相六状态无刷直流电动机来说明其工作原理。

图2-2 无刷直流电动机三相全控电路

当转子永磁磁极位于图2-3(a)所示位置时，转子位置传感器输出磁极位置信号，经过驱动电路逻辑变换后驱动逆变器，使功率开关管VT1、VT6导通，即绕组A，B通电，A进B出，电枢绕组在空间的合成磁势为Fa，如图2-3(a)所示。此时定、转子磁场相互作用，拖动转子顺时针方向转动。电流流通路径为：电源正极→VT1管→A相绕组→B相绕组→VT6管→电源负极。当转子转过60°电角，到达图2.3(b)中位置时，位置传感器输出信号，经逻辑变换后

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