闭业宾，罗显光，阮灵通，王达鹏，陈 优，李 洲

BI Yebin,LUO Xianguang,RUAN Lingtong,WANG Dapeng,CHEN You,LI Zhou

湘潭大学 机械工程学院，湖南 湘潭 411105

School of Mechanical Engineering,Xiangtan University,Xiangtan,Hunan 411105,China

1 引言

永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）[1-4]以快速动态性、宽调速范围、结构简单等优点得到广泛的关注。为了充分利用永磁同步电机（PMSM）的磁阻转矩，人们期望以最小的定子电流来获取最大的电磁转矩输出，即实现最大转矩每安培（Maximum Torque Per Ampere，MTPA）[5-6]。鉴于MTPA控制的诸多优势，国内外学者对其进行了很多的研究，主要集中于：公式计算法[7]、查表法[8]以及梯度下降法[9]等。纵观上述三种方法，其实现MTPA优化控制的过程是一个线性单目标的优化，全过程中难以兼顾到转矩跟踪、电流限幅等辅助优化指标。

模型预测控制（Model Predictive Control，MPC）作为一门20世纪70年代发展起来的非线性控制理论[10-14]，由于其在处理复杂约束问题时所展现出的突出优势，逐渐被应用于多个工程领域之中。近年来，伴随着数字处理技术的飞速发展，越来越多的以电力电子领域为代表的快速系统开始应用预测控制方法来提高其约束处理和控制性能[15-16]。本文从优化永磁同步电机（PMSM）磁阻转矩角度出发，提出了一种PMSM最大转矩电流比（MTPA）预测控制优化方法。该方法在建立PMSM调速系统电磁转矩离散预测模型的基础上，重点研究了其MTPA优化的内在机理与典型问题。进而构建了一个以电磁转矩跟踪、MTPA优化以及系统限流保护为目标的预测控制价值函数，该价值函数可以在线自适应地识别出PMSM调速系统的动、稳态情况，并根据相应的识别结果重点突出各个优化目标项，从而实现PMSM调速系统的全局最优控制。……