一、基本情况

赵凯辉，男，陕西富平人。博士，教授，硕士生导师。IEEE高级会员(Senior member)，日本学术振兴会海外特别研究员（JSPS Fellow）。

主要研究方向：永磁同步牵引传动控制、列车粘着控制、滑模变结构控制、故障诊断与容错控制、电力电子技术等

Email: zhaokaihui@hut.edu.cn    QQ：13989688  

二、受教育经历

2019年04月－2021年04月，日本东京工科大学，博士后

2009年09月－2015年06月，中南大学，交通设备与信息工程，博士

2003年09月－2005年06月，东南大学，计算机应用技术，硕士

1993年09月－1997年06月，中南大学，电力牵引与传动控制，本科

三、研究工作经历

2019年04月－2021年04月，日本东京工科大学，工学部，特别研究员

2007/09－至今，湖南工业大学，电气与信息工程学院，副教授，教授

四、承担项目与工作业绩

长期从事永磁同步牵引传动控制、列车粘着控制、滑模变结构控制、故障诊断与容错控制、电力电子技术等方面的研究工作。在国内外权威期刊上发表本研究领域相关论文40余篇，其中SCI/EI检索20余篇，部分研究成果发表在《IEEE/ASME Transactions on Mechatronics》、《ISA Transactions》等国际权威期刊，《中国电机工程学报》《电工技术学报》等国内权威期刊；出版专著2本；主持和参与国家自然科学基金项目、日本博士后基金项目、湖南省自然科学基金等国家级和省部级课题10余项；获湖南省科技进步二等奖2项、三等奖1项。近年来，指导研究生完成湖南省研究生科研创新项目1项，指导湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目1项，指导研究生获湖南省研究生人工智能创新大赛三等奖1项。担任《IEEE Transactions on Industrial Electronics》、《IEEE Transactions on Industrial Informatics》、《ISA Transactions》等多个国际权威期刊的审稿人。获研究生“优秀指导教师”。

1．主要承担的科研项目：

[1] 永久磁石同期電動機の磁場消失の故障診断と耐故障制御 (Fault-Tolerant Control Method for Demagnetization of Permanent Magnet Synchronous Motors)，19F19703，日本国家博士后基金项目，2019/04-2021/04，230万日元，结题，主持。

[2] 湖南省自然科学基金项目，2020JJ6083，永磁牵引驱动系统失磁故障无模型重构及总量协同集成容错控制，2020/01-2022/12，10万元，在研，主持。

[3] 湖南省自然科学基金项目，2018JJ2093，基于无模型滑模的永磁同步牵引电机失磁故障集成容错控制方法，2018/01-2020/12，5万元，结题，主持。

[4] 湖南省教育厅科学研究重点项目，16A058，永磁同步牵引电机无速度传感器转矩鲁棒控制，2017/01-2019/12，8万元，结题，主持。

[5] 永磁同步牵引系统无模型滑模容错控制装置研究，横向课题，2021/10-2022/05，6万元，在研，主持。

[6] 新型功率半导体器件国家重点实验室开放课题，CSRZIC-KFJJ20160006，永磁同步牵引系统逆变器及控制装置故障诊断及容错控制研究，子课题CSRZIC-KFJJ20160006-4，基于逆变器状态预测观测器的离散滑模变结构控制技术研究，2016/11-2018/10，8万元，结题，主持。

[7] 国家自然科学基金面上项目，61473117，大功率永磁同步牵引驱动系统容错控制方法，2015/01-2018/12，81万元，结题，参加。

[8] 国家自然科学基金面上项目，61773159，面向重载机车轮轨粘着利用的异常检测及高性能容错控制，2018/01-2021/12，66元，结题，参加。

[9] 湖南省自然科学基金项目，2020JJ6067，列车牵引逆变系统噪声形成机理及主-被动深度融合控制方法， 2020/01-2022/12，10万元，在研，参加。

[10] 湖南省自然科学基金项目，2019JJ40072，基于无模型滑模的永磁牵引驱动系统传感器故障集成容错控制，2019/01-2021/12，10万元，结题，参加。

[11] 湖南省自然科学基金项目，2018JJ4066，考虑交叉饱和与逆变器非线性的永磁牵引电机电感检测研究，2019/01-2021/12，10万元，结题，参加。

[12] 湖南省自然科学基金项目，2017JJ4031，城际快速动车组高性能协同制动控制方法, 2017JJ4031, 2017.1-2019.12, 10万元，结题，参加。

[13] 湖南省自然科学基金项目，13JJ8020，大功率永磁同步牵引电机的失磁故障重构方法研究, 2012/01-2015/12，20万元，结题，参加。

[15] 湖南省自然科学基金项目，14JJ5024，永磁同步牵引电机的容错控制技术研究，2014/01-2016/12，20万元，结题，参加。

2．主要承担的教改项目：

[1] 基于工程教育认证的电气工程实践教学改革研究，湖南省普通高等学校教学改革研究项目，主持，2019（湘教通[2019]291号）

[2] “双一流”建设背景下提升电气工程研究生实践创新能力的研究，湖南省学位与研究生教育改革研究项目，主持，2019（湘教通[2019]293号）

[3] 电气工程虚拟仿真实践教学改革的研究，湖南省普通高等学校教学改革研究项目，主持，2016（湘教通[2016]400号）

五、近期主要论文著作

1．近期主要专著

[1] 赵凯辉，李鹏，何静. 重载电力机车最优黏着控制及其应用[M]. 成都: 西南交通大学出版社，2019

[2] 赵凯辉，何静. 永磁同步牵引驱动系统故障检测与容错控制[M]. 北京: 中国轻工业出版社，2017

2．近期主要期刊论文(第一作者、通讯作者)

[1] Kaihui Zhao, Ruirui Zhou, Jinhua She, Changfan Zhang, Jing He, Gang Huang, Xiangfei Li. Demagnetization-Fault Reconstruction and Tolerant-Control for PMSM Using Improved SMO-based Equivalent-Input-Disturbance Approach[J]. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2022, 27(2):701-712. (SCI/EI)

[2] 赵凯辉，戴旺坷，周瑞睿，冷傲杰，刘文昌，邱鹏旗，黄刚，吴公平. 基于扩展滑模扰动观测器的永磁同步电机新型无模型滑模控制[J]. 中国电机工程学报, 2022, 42(6): 2375-2386. (EI)

[3] 赵凯辉，吴思成，李涛，贺才春，查国涛. 基于Inception-BLSTM的滚动轴承故障诊断方法研究[J]. 振动与冲击, 2021, 40(17): 290-297. (EI)

[4] Gang Huang, Jiajun Li, Edwardo F. Fukushima, Changfan Zhang, Jing He, Kaihui Zhao*. An improved equivalent-input-disturbance approach for PMSM drive with demagnetization fault[J]. ISA Transactions, 2020, 105: 120-128. (Corresponding author, SCI/EI)

[5] Kaihui Zhao, Wenchang Liu, Tonghuan Yin, Ruirui Zhou, Wangke Dai, Gang Huang. Model-Free Sliding Mode Control for PMSM Drive System Based on Ultra-Local Model[J]. Energy Engineering, 2022, 119(2): 767-780. (EI)

[6] Kaihui Zhao, Aojie Leng, Ruirui Zhou, Wangke Dai, Sicheng Wu, Tao Li. Demagnetization fault reconstruction for six-phase permanent magnet synchronous motor by improved super-twisting algorithm-based sliding-mode observer[J]. Measurement, 2021, 172: 1-9. (SCI/EI)

[7] 赵凯辉, 周瑞睿, 冷傲杰, 戴旺坷, 黄刚. 一种永磁同步电机的有限集无模型容错预测控制算法[J]. 电工技术学报, 2021, 36 (1): 27-38. (EI)

[8] Kaihui Zhao, Ruirui Zhou, Jinhua She, Aojie Leng, Wangke Dai, Gang Huang. Nonsingular Fast Terminal Sliding Mode Observer and Fractional-Order Software Phase-Locked Loop for Speed-Sensorless Control of Interior Permanent Magnet Synchronous Motor[J]. Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics, 2021, 25 (1): 83-89. (EI)

[9] Gang Huang, Wei Huang, Zhengtan Li, Jiajun Li, Jing He, Changfan Zhang, Kaihui Zhao*. An improved sliding-mode observer-based equivalent-input-disturbance approach for permanent magnet synchronous motor drives with faults in current measurement circuits[J]. Transactions of the Institute of Measurement and Control, 2021, 12 (43): 2589-2598. (Corresponding author, SCI/EI)

[10] 赵凯辉, 冷傲杰, 何静, 陈跃, 周瑞睿, 戴旺坷, 吴思成, 基于超螺旋滑模观测器的六相永磁同步电机失磁故障重构[J]. 电子测量与仪器学报, 2020, 34 (10): 123-131. (CSCD)

[11] Kaihui Zhao, Peng Li, Changfan Zhang, Jing He, Xiangfei Li, Jianhua Liu. Optimal Utilization of Adhesion Force for Heavy-Haul Electric Locomotive Based on Extremum Seeking with Sliding Mode and Asymmetric Barrier Lyapunov Function[J]. Journal of Advanced Transportation, 2019, 2019: 1-15. (SCI/EI)

[12] Kaihui Zhao, Tonghuan Yin, Changfan Zhang, Jing He, Xiangfei Li, Yue Chen, Ruirui Zhou, Aojie Leng. Robust Model-Free Nonsingular Terminal Sliding Mode Control for PMSM Demagnetization Fault[J]. IEEE Access, 2019, 7: 15737-15748. (SCI/EI)

[13] 赵凯辉，陈跃，张昌凡，何静，黄刚，李涛. PMSM失磁故障的有限集模型预测容错控制[J]. 电子测量与仪器学报. 2019, 33(7): 79-87. (CSCD)

[14] Kaihui Zhao, Tonghuan Yin, Changfan Zhang, Xiangfei Li, Yue Chen, Tao Li, Jing He. Sliding mode-based velocity and torque controllers for permanent magnet synchronous motor drives system[J]. The Journal of Engineering, 2019, 2019 (23): 8604-8608. (EI)

[15] 赵凯辉，李燕飞，张昌凡，李鹏. 无稳态振荡极值搜索重载机车最优粘着控制[J]. 计算机仿真. 2018, 35(9): 150-154, 232.

[16] Kaihui Zhao, Peng Li, Changfan Zhang, Jing He, Yanfei Li, Tonghuan Yin. Online Accurate Estimation of the Wheel-Rail Adhesion Coefficient and Optimal Adhesion Antiskid Control of Heavy-Haul Electric Locomotives Based on Asymmetric Barrier Lyapunov Function[J]. Journal of Sensors, 2018, 2018: 1-12. (SCI/EI)

[17] 赵凯辉，李燕飞，张昌凡，何静，李鹏. 重载机车滑模极值搜索最优粘着控制研究[J]. 电子测量与仪器学报. 2018, 32(3): 88-95. (CSCD)

[18] 赵凯辉，殷童欢，张昌凡，李祥飞，陈跃，何静. 永磁同步电机无模型滑模控制方法研究[J]. 电子测量与仪器学报. 2018, 32(4): 172-180. (CSCD)

[19] 赵凯辉，何静，李祥飞，黄刚. 包装印刷用永磁同步电机控制及无速度传感器控制技术综述[J]. 包装学报. 2017, 9(1): 13-20.

[20] Kaihui Zhao, Changfan Zhang, Jing He, Xiangfei Li, Jianghua Feng, Jianhua Liu, Tao Li. Accurate torque-sensorless control approach for interior permanent-magnet synchronous machine based on cascaded sliding mode observer[J]. The Journal of Engineering, 2017, 2017 (7): 376-384. (EI)

[21] Kaihui Zhao, Peng Li, Changfan Zhang, Xiangfei Li, Jing He, Yuliang Lin. Sliding Mode Observer-Based Current Sensor Fault Reconstruction and Unknown Load Disturbance Estimation for PMSM Driven System[J]. Sensors, 2017, 17 (12): 1-26. (SCI/EI)

[22] 赵凯辉，陈特放，张昌凡，何静，黄刚. 永磁同步牵引电机无速度传感器转矩精确控制[J]. 电子测量与仪器学报. 2015, 29(1): 38-47. (CSCD)

[23]  赵凯辉，陈特放，张昌凡，何静，黄刚. IPMSM非奇异快速终端滑模无速度传感器转矩控制[J]. 仪器仪表学报. 2015, 36(2): 294-303. (CSCD)

[24] 赵凯辉，陈特放，张昌凡，何静，黄刚. 永磁同步牵引电机有效磁链观测及转矩控制[J]. 铁道科学与工程学报. 2014, 11(5): 146-153. (CSCD)

[25] Kaihui Zhao, Tefang Chen, Changfan Zhang, Jing He, Gang Huang. Online Fault Detection of Permanent Magnet Demagnetization for IPMSMs by Nonsingular Fast Terminal-Sliding-Mode Observer[J]. Sensors, 2014, 14 (12): 23119-23136. (SCI/EI)

[25] Kaihui Zhao, Tefang Chen, Changfan Zhang, Jing He, Gang Huang. Online Fault Detection of Permanent Magnet Demagnetization for IPMSMs by Nonsingular Fast Terminal-Sliding-Mode Observer[J]. Sensors, 2014, 14 (12): 23119-23136. (SCI/EI)

[26] Gang Huang, Jiajun Li, Wei Huang, Yao Yang, Kaihui Zhao*. Torque Control for Electric Drive System Used in Electric Vehicle in the Presence of Permanent Magnet Demagnetization Faults[J]. Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics, 2022, 26(2): 226-235. (Corresponding author, EI)

3．近期主要会议论文(第一作者、通讯作者)

[1] Kaihui Zhao, Ruirui  Zhou, Jinhua  She, Changfan  Zhang, Jing  He, Xiangfei  Li. A Model Predictive Current Control Based on Sliding Mode Speed Controller for PMSM[C]. 13th International Conference on Human System Interaction (HSI), Tokyo, Japan, 2020: 229-233.

[2] Kaihui Zhao, Ruirui Zhou, Jinhua She, Changfan Zhang, Jing He, Tao Li. Closed-loop Torque Control for Permanent Magnet Synchronous Motor by Super-Twisting Algorithm Based Sliding-Mode Observer Considering Demagnetization[C]. IEEE 29th International Symposium on Industrial Electronics (ISIE), Delft, Netherlands, 2020: 1566-1571.

[3] Kaihui Zhao, Ruirui Zhou, Jinhua She, Peng Li. Active-Flux-Based Sensorless Control for Permanent Magnet Synchronous Motor by Variable-Gain Sliding-Mode Observer[C]. IEEE 16th International Conference on Control & Automation (ICCA), Sapporo, Hokkaido, Japan, 2020: 1559-1564.

[4] Kaihui Zhao, Ruirui Zhou, Jinhua She, Aojie Leng, Wangke Dai, Gang Huang. Speed-sensorless Control of IPMSM Based on Novel Nonsingular Fast Terminal Sliding Mode Observer and Fractional-Order Software Phase-Locked Loop[C]. The 13th China-Japan International Workshop on Information Technology & Control Applications (ITCA2020), Enshi, Hubei, China, 2020: 1-7.

[5] Kaihui Zhao, Jinhua She, Changfan Zhang, Jing He, Gang Huang, Jianhua Liu. Robust Closed-loop Torque Control for PMSM of Railway Traction Considering Demagnetization[C]. IECON 2019 - 45th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, Lisbon, Portugal, 2019, 6916-6921.

[6] Kaihui Zhao, Peng Li, Jinhua She, Changfan Zhang, Jing He. Sensorless Control for IPMSM Based on NFTSMO and FOPLL[C]. The 6th International Workshop on Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics (IWACIII 2019), Chengdu, China, 2019, 1-5.

[7] Kaihui Zhao, Tonghuan Yin, Changfan Zhang, Xiangfei Li, Yue Chen, Tao Li, Jing He. Novel Sliding Mode-Based Velocity and Torque Controllers for Permanent Magnet Synchronous Motor Drives system[C]. The 7th International Symposium on Test Automation & Instrumentation, Dalian, China: CIS. 2018: 556-562

[8] Kaihui Zhao, Changfan Zhang, Jing He, Xiangfei Li, Jianhua Liu. Torque-sensorless closed-loop control of PMSM by variable gain cascade sliding mode observer[C]. The 5th International Conference on Complex Systems and Applications, Zhuzhou, Hunan, China, 2016, 690-700.

4．近期部分发明专利

[1] 赵凯辉，吴思成等.基于多级抽象时间特征融合的滚动轴承故障诊断方法: 中国，ZL 2022100347685[P]. 2022-03-14. 

[2] 赵凯辉，刘文昌，等.一种永磁同步电机新型无模型快速积分终端滑模控制方法: 中国，ZL 2022100347666[P]. 2022-01-13.

[3] 赵凯辉，周瑞睿，陈跃，等. 一种永磁同步电机有限集无模型容错预测控制方法及系统: 中国，ZL2020100261505 [P]. 2020-04-15.

[4] 赵凯辉，殷童欢，张昌凡，等. 基于无模型非奇异终端滑模控制永磁同步电机方法及系统: 中国，ZL201811115809.3 [P]. 2019-01-11.

[5] 赵凯辉，吴公平，张昌凡，等. 基于级联滑模观测器的无速度传感器转矩控制系统及方法: 中国，ZL201710216299.8 [P]. 2017-05-31.

[6] 赵凯辉，李鹏，张昌凡，等. 基于非对称障碍李亚普洛夫函数的重载机车防滑控制方法: 中国，ZL201710316657.2 [P]. 2017-07-25.

[7] 赵凯辉，李燕飞，张昌凡，等. 一种重载机车滑模极值搜索最优粘着控制系统及方法ZL201710793279.7 [P]. 2017-11-24.

[8] 赵凯辉，李鹏，张昌凡，等. 基于级联非奇异终端滑模观测器的无速度传感器转矩控制系统及方法ZL201710793225.0 [P]. 2017-11-24.

5．部分获奖

[1] 赵凯辉（3/7），大功率电力机车智能运维关键装备与软件的研制及应用，湖南省科技进步三等奖，2021.07.

[2] 赵凯辉（6/9），地铁牵引系统平台关键技术及应用，湖南省科技进步二等奖，2017.02.

[3] 赵凯辉（9/9），内燃机车电传动系统关键技术研究与应用，湖南省科技进步二等奖，2016.02.

[4] 湖南省第二届微课大赛，省级三等奖，2017.02（湘教通 [2017]51号）.

 

六、指导学生项目及获奖：

（1）优秀硕士论文

[1] 2021年指导硕士研究生周瑞睿、冷傲杰获评“湖南工业大学优秀硕士论文”

[2] 2020年指导硕士研究生陈跃获评“湖南工业大学优秀硕士论文”

[3] 2019年指导硕士研究生李鹏获评“湖南工业大学优秀硕士论文”

（2）科研立项及竞赛获奖

[1] 基于无模型滑模预测控制的永磁同步电机永磁体失磁容错控制研究，湖南省研究生科研创新项目，省级，指导老师，2019年（湘教通[2019]248号，CX20190861）

[2] 重载机车粘着故障检测及蠕滑约束最优粘着控制，湖南工业大学研究生创新基金项目，校级，指导老师，2017年（CX1707）

[3] 多功能电缆故障检测装置设计与实现，湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目，第二指导老师，（湘教通[2017] 205 号）

[4] 基于CNN-Bi-LSTM的高速列车滚动轴承故障诊断方法，湖南省研究生人工智能创新大赛三等奖，省级，指导老师，2020年，（湘教通[2021] 6号）

七、讲授课程

本科生课程：《电路》、《电力电子技术》

研究生课程：《滑模变结构控制》、《电气工程系统仿真》

 

2022年4月18日更新