 马伟明教授长期致力于独立电力系统集成化发电、独立电力系统电磁兼容、电力电子应用技术等领域的研究，主要创新成果包括：首次提出了电力集成思想，开辟了我国舰船综合电力系统研究方向，组建了舰船综合电力技术国防科技重点实验室；建立了十二相发电机整流供电系统的基础理论体系，攻克了该系统中稳定性预测、固有振荡抑制、复合故障诊断、短路保护等国内外长期未解决的关键技术难题，研制出具有国际先进水平的十二相发电机整流供电系统；利用电力集成思想，研制出三相/十二相双绕组交直流电力集成发供电系统，为世界首创；发明了带蒸发冷却的高速感应集成发电机系统：新型浸泡式蒸发冷却技术解决了电力集成中的高效冷却难题，采用双绕组结构及静止励磁控制技术解决了传统感应发电机功率因数和效率低、电压调节不灵活的难题；建立了独立电力系统中传导干扰精确定量预测理论，解决了多项国防项目中电磁不兼容的难题。上述成果既有理论创新和发展，又解决了工程中的关键技术难题，研制的产品已装备于我国现役和在造主战舰艇，为国防科技和我军装备建设做出了重大贡献。
马伟明教授先后承担重大科研课题20多项，获国家科技进步奖一等奖1项，国家发明奖三等奖2项，军队科技进步奖一等奖3项、二等奖4项，国家专利4项。出版专著2部，在权威性学术刊物上发表论文180多篇，三大检索收录100多篇。先后获首届国家十大杰出专业技术人才奖章、求是杰出青年实用工程奖、何梁何利基金科学与技术进步奖、第五届中国青年科学家奖、军队专业技术重大贡献奖等奖励，被评为国家中青年有突出贡献专家，获当代发明家荣誉称号，
2001年当选中国工程院院士。
马伟明教授现任海军工程大学电力电子技术研究所所长、舰船综合电力技术国防科技重点实验室主任、国家安全重大基础研究项目（军口973）“舰船综合电力系统电网结构理论研究”首席科学家、国家自然科学基金“电力系统电磁兼容”创新研究群体学术带头人。兼任第五届国务院学科评议组成员、中国电工技术学会理事、中国造船学会理事、湖北省科协副主席、中国青年科技工作者协会副会长。
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