李耀华，秦辉，苏锦仕，秦玉贵，赵承辉，周逸凡

(长安大学 汽车学院，西安 710064)

0 引 言

模型预测转矩控制(model predictive torque control,MPTC)基于电机系统预测模型，遍历计算施加不同电压矢量后下一时刻电机磁链和转矩值，并由此得到不同的成本函数值，从备选电压矢量集合中选择令成本函数最小的电压矢量作为最优电压矢量，近年来成为了永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)控制领域研究的热点[1-6]。

不同于矢量控制与直接转矩控制，模型预测控制采用成本函数来评价施加电压矢量对系统的作用效果。成本函数作为模型预测转矩控制选择电压矢量的唯一标准，对系统的性能起着重要的作用。成本函数具有较大的柔性，可将不同性质的控制目标或控制变量统一在一个成本函数中，兼顾多个控制目的，实现系统的综合性能优化。这也是模型预测转矩控制的优势之一。

减小开关频率对减小开关损耗、提高电机控制系统效率有着重要的意义。但传统模型预测转矩控制成本函数一般仅将转矩与磁链作为控制目标，并未考虑减小开关次数，使得逆变器开关频率较高，增加了系统损耗[7-8]。文献[9]从备选电压矢量出发，根据当前逆变器开关状态，以降低开关次数为原则来确定下一控制周期的可选电压矢量集合。该方法不仅降低逆变器的开关频率，也有利于减少模型预测控制算法的计算量，但是该方法无法对开关次数和控制性能的重要性进行调节，没有利用成本函数的灵活性。为了兼顾控制性能与系统开关次数，实现多目标优化，文献[10-11]将开关次数控制引入至成本函数，但并未给出开关次数权重系数的具体确定方法。……