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航空航天高功率密度/高功重比永磁电机多物理场优化设计及起动/发电控制
本研究聚焦航空航天高功率密度永磁电机系统，围绕“本体设计-多场协同-控制策略”一体化开展研究。本体层面，针对电磁负荷与热负荷矛盾，建立电磁-热-结构多物理场耦合模型，研究磁钢分段斜极、Halbach阵列及非晶合金定子铁心对气隙磁密、涡流损耗及转矩特性的影响，结合流道拓扑优化与强迫风冷/油冷复合散热方案，突破散热瓶颈。力学层面，考虑转子涡动与高转速下离心力作用，优化护套材料与过盈配合参数，确保高速下的结构完整性。控制层面，构建起动/发电双模式统一控制架构，起动阶段采用高频注入与模型预测电流控制实现无位置传感器带速重投，发电阶段基于滑模观测器与自适应前馈补偿的调压策略，抑制负载突变时母线电压波动。引入多物理场降阶模型，结合非支配排序遗传算法与响应面法，以转矩密度、效率、温升和转矩脉动为多目标，开展全局寻优。最终搭建硬件在环测试平台，验证多工况下电机效率、温升及动态响应指标，形成面向多电/全电飞机的紧凑化、高可靠电机系统设计方法，为航空航天电推进与作动系统提供理论支撑。
