(广西大学 电气工程学院， 广西 南宁 530004)

0 引言

感应电机(induction motor, IM)具有结构简单、价格低廉、可靠性高等特点，在电气拖动系统中广获关注与应用。模型预测控制(model predictive control, MPC)是近年来继磁场定向控制(field oriented control, FOC)和直接转矩控制(direct torque control, DTC)后在电力电子与电气传动领域蓬勃发展的一种先进控制策略[1]。与FOC和DTC相比，MPC采用非线性控制策略对变流器进行控制，取代了FOC中的电流PI内环控制和调制模块，在转矩响应速度、电流畸变及转矩纹波等性能指标上更优于FOC；MPC采用代价函数代替DTC开关表，最佳电压矢量选择的方式更准确高效，能获得更好的稳态性能[2]。

模型预测电流控制(model predictive current control, MPCC)和模型预测转矩控制(model predictive torque control, MPTC)是MPC应用最广泛的两种方法[3]。传统MPTC代价函数包含转矩和磁链两种不同量纲的变量，因此需要考虑加权因子的设计问题，而MPCC的代价函数只包含电流一个控制变量，无需使用加权因子，算法更简单[4-5]。传统MPCC针对所有可行的电压矢量预测定子电流，通过代价函数进行评估，从而选出令代价函数最小的电压矢量作用于逆变器，这种方式需要进行多次预测和比较计算，对软、硬件设备性能要求较高，实际应用受限。常见的改进方法是在预测前先对备选电压矢量集进行优化筛选，避免对全部电压矢量进行滚动优化[6- 8]，文献[9-10]利用零矢量作用时的电流误差，减少预测次数，计算量降低，但每个周期只作用一个电压矢量，稳态性能有待改进。

传统单矢量MPCC在稳态性能方面无法达到最优效果，针对这一问题的解决方案可分为两大类：多矢量调制和扩展电压矢量控制集。……