李耀华， 刘子焜， 刘东梅， 陈桂鑫， 王孝宇， 任 超

(长安大学 汽车学院，陕西 西安 710064)

0 引 言

永磁同步电机(PMSM)因其高效率、高功率密度、高功率因数等优势，在新能源汽车、高铁牵引等领域得到广泛应用[1-2]。矢量控制作为交流电机经典控制理论在PMSM领域应用较为成熟，但其需要连续转子位置信息和旋转坐标变换[3-4]。基于静止坐标系的DTC技术采用滞环比较器，通过开关表确定电压矢量，无需坐标变换，结构简单，易于实现，在PMSM领域也得到了广泛应用[5-8]。近年来，随着微处理器计算能力的提升，以成本函数为评价指标，将逆变器所有开关状态遍历代入至电机预测模型，从中选择控制效果最优的开关状态有限状态集模型预测控制在PMSM控制领域受到关注[9-15]。PMSM模型预测控制可基于转子旋转坐标系，也可以基于定子坐标系实现，前者与矢量控制相同，需要坐标变换和转子位置，后者则需要转矩角实时信息；被控对象可以为定子电流分量，也可以为磁链和转矩，前者的成本函数无需权重系数，后者需要设计和调整权重系数[16-22]。

PMSM DTC和基于定子坐标系的模型预测转矩控制(MPTC)均以磁链和转矩作为被控对象，采用逆变器生成的电压矢量作为控制变量，具有一定的共性。本文从控制性能、平均开关频率和参数鲁棒性等方面对这2种策略进行比较研究。针对MPTC开关频率不恒定的问题，提出开关频率固定的PMSM MPTC策略，可将开关频率固定为采样频率的1/3，且将备选开关状态减小为3个，从而优化系统实时性。……