苏晓杨, 兰志勇, 蔡兵兵

(1.湘潭大学 自动化与电子信息学院，湖南 湘潭 411105；2.江麓机电集团有限公司，湖南 湘潭 411105)

0 引 言

具有功率密度高、可靠性好、运行效率高等优点的永磁同步电机(PMSM)广泛应用于轨道交通、航天航空、数控伺服等高性能调速系统领域[1]。PMSM应用场合对控制精度要求的提高使矢量控制与直接转矩控制逐渐难以满足需求。随着数字处理器性能的提升，结构简单、动态响应快的模型预测控制(MPC)得到了更广泛的应用[2-3]。

线性MPC称为有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)，选取电流为优化目标的FCS-MPC称为模型预测电流控制(MPCC)[4]。传统MPCC在单个采样周期只输出一种开关状态对应的电压矢量，也称为单矢量MPCC。但对于两电平逆变器的PMSM驱动系统来说，由于单矢量MPCC输出的仅为6个方向幅值固定的有效电压矢量或零矢量，在稳态运行状态下存在电流波动较大的问题。为改善其控制效果，由单矢量MPCC逐渐发展为多矢量MPCC，在单个采样周期不只发出一个电压矢量。占空比MPCC是双矢量MPCC中的一种，文献[5-7]中均采用占空比MPCC，但占空比的计算方法不同。文献[5]通过使电流矢量误差最小化的方法来确定占空比；文献[6]通过q轴电流无差拍原则计算占空比；文献[7]中构建了关于矢量作用时间的价值函数，并根据dq轴电流无差拍原则计算占空比。文献[8]采用双矢量MPCC策略，第二电压矢量可选择有效电压矢量与零矢量。文献[9-13]采用三矢量MPCC，文献[9]将相邻2个有效电压矢量与零矢量合成的虚拟电压矢量作为备选电压矢量；……