韩星屹，罗 响，赵继敏

(上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海 200240)

1 引言

永磁同步电机因具有体积小、重量轻、高效节能等一系列优势，被广泛应用于汽车，轨道交通，船舶等领域。传统的永磁同步电机控制方法包括直接转矩控制技术(DTC)[1]和磁场定向技术(FOC)[2]，近年来模型预测控制因其处理多变量约束线性系统的优势，逐渐被引入电机控制领域。

模型预测控制(Model Predictive Control， MPC)自Richalet等人提出以来，已发展成为控制领域理论和实践中较为丰富的一条分支。MPC通过结合当前已知系统状态与系统模型，预测出下一时刻系统响应并由此得到最优激励。2007年以来，众多讨论模型预测控制在异步电机、永磁同步电机上应用的文章陆续发表。从内容和思路上来看，研究者大多进行了简化，在线性模型的基础上对永磁同步电机进行预测控制。MPC在与现有方法结合后发展出两种类型：第一种基于旋转坐标控制，用模型预测控制器代替电流环中的PI控制器，计算出使评价函数最小的电压矢量，经电压调制后作用于电机[3-5]。另一种模型预测控制器通过计算逆变器所能产生的所有电压矢量下系统的未来状态，从中选择出最小化评价函数的电压，可实现单一步长或者多步长预测。该方法省略了电压调制环节，直接控制逆变器的输出电压，因此被称为直接预测控制(DPC)[6]。文献[7]提出了兼顾电流、转矩与磁链的多目标优化预测控制，文献[8]从模型预测直接转矩控制(MPDTC)衍生出了模型预测直接电流控制(MPDCC)。……