清华大学朱纪洪教授团队成果：兼顾理论深度与工程实用性的《机电作动系统》

机电作动系统作为先进装备中的关键系统，广泛应用于航空航天、轨道交通和海洋装备等领域，更成为功率电传的重要技术途径。近年来，随着飞行器等装备全电化的发展，人们对作动系统的结构紧凑性、响应快速性、系统容错性和鲁棒性等提出更高要求，给其建模、驱动控制、故障诊断等关键技术带来新挑战。

在863 计划、973 计划及国家科技重大专项的持续支持下，清华大学朱纪洪教授团队潜心致力于机电作动系统的理论研究与工程实践，围绕高动态控制、冗余驱动、主动容错控制与故障诊断等开展系统性研究工作，并取得一些具有工程应用价值的创新成果。

《机电作动系统》就是这些研究成果的凝练，希望可以为我国高性能机电系统的发展贡献一份力量，并在我国从“制造大国”向“制造强国”转型的关键时期，对相关领域的研究发展与工程实践有所助益。

机电作动系统

朱纪洪著

北京：科学出版社，2025.4

（飞行控制前沿技术丛书）

ISBN 978-7-03-075920-7

本书内容涵盖机电作动系统的构成、核心技术及关键算法。在系统介绍作动系统结构组成、发展历程与技术趋势的基础上，重点围绕以下几个方面展开。

在驱动控制方面，介绍同步电机的矢量控制与SVPWM 驱动方法，并总结出一种兼顾稳态与动态特性的线性控制器五步设计流程。进一步，为提升系统响应速度与工程可实现性，介绍时间最优控制与近似时间最优控制策略，并分析其在高动态应用场景中的优势。

在驱动电机建模与容错控制方面，提出能方便实现容错控制的容错永磁同步电机数学模型，并结合高功率因数、高动态驱动控制策略，探讨如何在电机出现故障后保证系统具有容错性和安全性。同时，给出一种电机内功率因数及直交轴电流容错检测方法。

在系统故障诊断方面，通过构建机电作动系统特征模型，提出一种适用于复杂任务环境的鲁棒性强、虚警率低在线故障诊断方法，提升系统的可靠性与安全性。

本书还以临近空间飞行器作动系统为例，介绍系统从需求分析、部件选型到控制器设计的全过程，为工程设计提供实践参考。

本书在内容上兼顾理论深度与工程实用性，适用于从事电机控制与智能执行系统研究的科研工作者，也可供高等院校相关专业学生参考学习。希望了解同步电机控制的读者可重点阅读第2 章；欲掌握SVPWM 算法的可参考附录A；关注电机高速下高功率因数运行的读者可重点阅读第5 章；关注系统设计与故障诊断的读者可重点阅读第6、7 章。

本书的出版得益于团队多年的积淀，感谢其间众多博士研究生、博士后和同事在项目攻关与专著撰写过程中做出的贡献。同时，感谢国家科学技术学术著作出版基金的支持，以及长期以来给予我们帮助和支持的专家与单位。

本文摘编自《机电作动系统》（朱纪洪著．北京：科学出版社，2025.4）一书“前言”，有删减修改，标题为编者所加。

（飞行控制前沿技术丛书）

ISBN 978-7-03-075920-7

责任编辑：孙伯元 魏英杰

（本文编辑：刘四旦）