本書針對航天發動機改陸用發電的微型燃氣輪機的控制進行研究。首先對航改微型燃氣輪機發電技術進行概述；然後對微型燃氣輪機發電繫統各組成部分進行分析，分析各組成的工作原理、繫統能量傳輸機理、繫統功率變換實現及控制；最後重點對微型燃氣輪機的若干關鍵技術進行研究。書中給出的數學建模、控制策略、效率優化方法等對於航天發動機的控制具有重要的借鋻意義。 本書可作為熱能動力燃氣輪機、電氣工程分布式發電等專業教師和研究生的參考書，同時對從事微型燃氣輪機發電技術、分布式發電繫統研究的科研人員具有一定的參考價值。

段建東，哈爾濱工業大學副研究員，主持國家自然科學基金青年項目、中國博士後基金等課題。主要從事電儲能與燃氣動力繫統性能提升、超級電容儲能技術、功率變換與控制技術等方面的研究。發表學術論文20餘篇，獲國家授權發明專利10餘項。
趙克，博士，哈爾濱工業大學副教授，碩士生導師。目前主要從事交流永磁電機控制與驅動、大功率能量變換繫統等方向的科研工作。作為負責人主持哈工大科研創新基金項目、中石油科技創新基金項目，並參與課題組承擔的國家自然科學基金項目及企業科技合作等科研項目。發表SCI、EI論文20餘篇，獲國家授權發明專利10餘項。
孫力，哈爾濱工業大學教授，博士生導師，電磁驅動與控制研究所所長，IEEE 會員。主要從事電儲能技術、電能質量控制及其在電力繫統中應用、大功率電機驅動控制繫統、電氣繫統電磁兼容技術等方面的研究。獲得國家科技進步二等獎1項，航天總公司科技進步一等獎1項，科技進步二等獎3項。發表科研論文100餘篇。

第 1章 概述
1．1 微燃機發電技術的國內外研究現狀
1． 1． 1 微燃機發電繫統的拓撲結構
1． 1． 2 國外發展狀況及趨勢
1． 1． 3 國內發展現狀
1．2 電控繫統的主要問題與關鍵技術
1． 2． 1 電控繫統結構及性能要求
1． 2． 2 高速永磁電機的啟動控制技術
1． 2． 3 衝擊負載問題
1． 2． 4 繫統功率平衡問題
1． 2． 5 繫統全工況穩定性問題
1． 2． 6 繫統效率問題
1． 2． 7 集成擴容並網控制技術
1． 2． 8 離網運行混合型負載供電技術
第2章 微燃機發電繫統結構及工作機理
2．1 基於超級電容儲能的發電繫統架構
2． 1． 1 繫統架構
2． 1． 2 基於超級電容儲能的功率補償原理
2．2 微燃機本體組成
2． 2． 1 壓氣機
2． 2． 2 透平
2． 2． 3 燃燒室
2． 2． 4 回熱器
2． 2． 5 高速軸承
2． 2． 6 微燃機控制器
2．3 高速電機
2． 3． 1 高速電機的關鍵技術
2． 3． 2 高速永磁同步電機的轉子損耗
2． 3． 3 永磁同步電機繫統效率優化
2．4 功率變換器
2． 4． 1 高速永磁同步電機的 PWM 整流器
2． 4． 2 微燃機發電繫統的控制策略
2． 4． 3 基於超級電容的分布式發電繫統
2． 4． 4 微燃機繫統功率控制
2．5 微燃機發電繫統瞬時功率流分析
2． 5． 1 能量轉換過程
2． 5． 2 瞬時功率流
第3章微燃機發電繫統非線性數學建模
3．1 微燃機非線性數學模型
3． 1． 1 靜態數學模型
3． 1． 2 動態數學模型
3． 1． 3 模型實例化及仿真實現
3． 1． 4 模型驗證
3．2 PMSM 動態數學模型
3． 2． 1 三相靜止坐標繫下的數學模型
3． 2． 2 兩相靜止坐標繫下的數學模型
3． 2． 3 dq 旋轉坐標繫下的數學模型
3． 2． 4 xy 坐標繫下的數學模型
3．3 基於變換器開關函數的統一數學模型
3．4 電功率變換繫統瞬時功率模型
3． 4． 1 永磁同步電機與 PWM 整流器的一體化模型
3． 4． 2 超級電容模型
3． 4． 3 逆變器模型
第4章微燃機發電機組的狀態反饋控制及效率提升
4．1 微燃機全工況狀態反饋強魯棒性控制
4． 1． 1 控制繫統結構
4． 1． 2 全工況固定收斂特性狀態觀測器
4． 1． 3 全工況固定收斂特性狀態反饋控制律
4． 1． 4 仿真驗證
4．2 微燃機效率優化控制
4． 2． 1 效率優化條件
4． 2． 2 效率優化控制方法及仿真分析
4． 2． 3 效率優化對狀態反饋控制的影響
第5章基於MTPA 的直接轉矩啟動控制
5．1 啟動繫統介紹
5．2 啟動子繫統直接轉矩控制策略的機理
5．3 啟動子繫統設計的關鍵技術
5． 3． 1 定子電阻的影響與補償
5． 3． 2 轉子速度檢測與初始磁鏈的判斷
5． 3． 3 轉矩角的準確計算
5．4 啟動子繫統實現 MTPA 的優化設計
5． 4． 1 磁鏈參數的給定與定子電流的關繫
5． 4． 2 MTPA 控制與磁鏈自調節
5．5 繫統實現與實驗結果
第6章永磁同步電機瞬時功率控制及效率優化
6．1 永磁同步電機瞬時功率控制
6． 1． 1 瞬時功率控制繫統結構
6． 1． 2 滑模觀測器鎖相環轉子位置檢測
6． 1． 3 瞬時功率檢測及控制
6． 1． 4 仿真分析
6．2 開關頻率對功率環節的影響與繫統效率的優化
6． 2． 1 基於 Simplorer 的功率繫統電流諧波分析
6． 2． 2 基於 Maxwell 2D 的電機渦流損耗分析
6． 2． 3 開關器件的損耗與繫統效率的優化
第7章基於直接功率控制的並網變換器設計
7．1 基於直接功率控制的並網變換器機理分析
7． 1． 1 並網變換器的結構及數學模型
7． 1． 2 直接功率控制的基本思想
7．2 PWM 並網變換器相關控制技術的改進
7． 2． 1 虛擬磁鏈的引入
7． 2． 2 基於微網電壓幅值波動的磁鏈觀測器設計
7． 2． 3 瞬時功率計算和 Bang-Bang 功率控制的改進
7．3 功率前饋型改進虛擬磁鏈觀測器直接功率並網策略
7． 3． 1 功率前饋型 IVF-DPC 機理
7． 3． 2 基於虛擬磁鏈的功率前饋型直接功率控制仿真研究
7． 3． 3 實驗研究
第8章離網運行三相四橋臂變換器的研究
8．1 三相四橋臂變換器的工作原理
8．2 基於單周控制的雙閉環控制策略
8． 2． 1 離網運行三相四橋臂變換器的總體結構
8． 2． 2 基於單周控制的四橋臂逆變電壓信號生成方法
8． 2． 3 雙閉環繫統控制策略
8．3 繫統仿真與分析
8． 3． 1 穩態仿真
8． 3． 2 動態仿真
第9章衝擊性負載辨識與瞬時功率補償
9．1 無補償發電繫統衝擊性負載特性
9． 1． 1 微燃機控制繫統輸出功率特性
9． 1． 2 PWM 整流器功率傳輸特性
9． 1． 3 負載衝擊擾動時繫統響應的時域分析
9．2 衝擊性負載辨識
9． 2． 1 逆變器功率傳輸特性
9． 2． 2 負載辨識及其直流端等效
9．3 瞬時功率快速補償控制
9． 3． 1 補償控制繫統結構
9． 3． 2 瞬時功率跟蹤控制
9． 3． 3 微燃機輸出功率預測方法
9． 3． 4 瞬時功率補償控制器設計
9． 3． 5 仿真分析
第10章 基於超級電容儲能的衝擊補償實驗模擬
10．1 實驗繫統物理模擬等效方法
10．2 模擬實驗繫統構建
10． 2． 1 繫統結構
10． 2． 2 微燃機衝擊負載時輸出特性模擬
10． 2． 3 微燃機啟停模型及模擬
10．3 補償繫統瞬時功率控制實驗
10． 3． 1 衝擊加載瞬時功率快速補償
10． 3． 2 衝擊減載瞬時功率快速吸收
參考文獻
名詞索引