日益复杂的应用工况及不断提升的技术需求，对高端机电装备中的电机系统的转矩稳定性、转速稳定性和系统鲁棒性提出了严峻挑战。针对这一问题，发明了级联方式切换型多重化变结构策略、基于相差控制的多电平变流技术和基于直接功率控制的预测控制方法，形成了电机系统高效能运行与控制关键技术。该技术在电机控制与电力电子技术、新型电机智能控制、电气传动与调速控制等领域均有应用。
高效能电机优化设计时需要统筹运行效率、转矩特性、制造成本等关键指标，同时兼顾高性能机电装备复杂的设计要求和约束条件。针对该问题，深入研究了高效能电机综合设计科学问题，提出了非劣解集求解、最佳方案甄别、产品质量控制等一系列关键理论与技术，形成了高效能电机智能化综合设计技术。该技术在风力发电机设计、新型电机设计、电气节能技术等领域均有应用。
研究成果获得广泛应用，2011年获国家科技进步二等奖，2013年获国家技术发明二等奖。
