高丽媛， 卢达， 赵光宙， 裘君

(1．浙江大学电气工程学院，浙江 杭州 310027;2．浙江大学宁波理工学院，浙江宁波 315100)

0 引言

永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor，PMSM)因具有转矩纹波系数小、动态响应快、高功率密度和低转子损耗等优点，正逐步取代传统的直流电机和交流异步电机，应用于工农业生产、交通运输及日常生活当中［1］。现有PMSM普遍采用内环为电流环，外环为转速环的双闭环结构。其中，电流环的数学模型复杂，采样周期更短［2］，因此，PMSM电流环的控制一直研究的重点和难点。现有电流环控制器广泛采用PID、自适应控制［3］、反推控制［4］、滑模变结构控制［5］等基于误差的算法，但是，误差控制算法的控制量容易超出限定范围，难以应用在机器人、航空航天等对电机控制精度要求较高的场合［6］。而模型预测控制(model predictive control，MPC)不依赖误差进行控制，能够使系统准确工作在限定范围内，获得较高的控制精度，并且在过程控制领域已取得成功的应用［7－8］。

由于MPC计算量大，在研究PMSM电流环的MPC算法时，通常采用线性模型表示电流环部分，假设在一个电流环采样周期内转速为常值。文献［9－10］提出了基于旋转坐标系的预测控制算法，文献［11－12］提出了基于固定坐标系的预测控制方法，文献［13］综合考虑旋转坐标系和固定坐标系，提出了预测模型直接电流控制算法。然而由于MPC大量计算所需要的预测周期较长，而相对于电流环的较短采样周期，这些方法只能考虑有限的电流向量组合或是采用差分方法预测，难以得到精确的预测值，从而影响预测控制的效果。……