贾红云 李明阳

1 南京信息工程大学 自动化学院,南京,210044 2 南京信息工程大学 大气环境与装备技术协同创新中心,南京,210044

0 引言

内置式永磁同步电机(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor,IPMSM)凭借其功率因数高、结构简单、体积小和转矩惯性比大等优点,在电动汽车和航空航天等领域获得广泛的应用[1-2]．三电平逆变器作为多电平逆变器研究的基础,因输出电平数比传统的两电平逆变器多一个,因此相较于两电平逆变器,输出电压电流波形正弦度更好,所含谐波分量更少,且每相桥臂上每个功率管承受的电压更小,适合应用在高压大容量场合[3-4]．

模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)根据是否考虑变换器的离散特性分为有限控制集MPC(Finite-Control-Set Model Predictive Control,FCS-MPC)[5-6]和连续控制集MPC(Continuous-Control-Set Model Predictive Control,CCS-MPC)[7-8]．CCS-MPC中的控制量是通过脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)的方式作用给受控对象的,导致功率管的开关频率和开关损耗增大.文献[9-11]利用CCS-MPC代替矢量控制电流环的比例积分控制器,显著加快了系统动态调节过程和电流的响应速度．FCS-MPC根据逆变器每相桥臂开关状态所构成的空间电压矢量的有限性,遍历每一个空间电压矢量,选择使价值函数取值最小的电压空间矢量作为控制量．FCS-MPC具有约束条件处理简单、多变量控制、动态响应快速等优点,但是因为空间电压矢量的数目是有限的,而且方向和幅值固定,导致输出电流脉动较大．文献[12]对FCS-MPC在电力电子系统中的发展前景进行了分析;文献[13]把逆变器作为研究对象,针对传统单矢量模型预测控制提出滞后补偿的控制策略．目前,FCS-MPC已由传……