石垆烨,宗 剑

(上海应用技术大学电气与电子工程学院,上海 201418)

0 引言

永磁同步电机具有结构简单、控制精度高等众多优势,目前已被广泛应用于各个领域[1]。模型预测转矩控制作为一种新型的高性能PMSM驱动策略,因其具有响应速度快、在线优化能力强、结构简单、易于添加约束等优点受到众多学者的关注[2]。然而,传统的FCS-MPTC属于单矢量控制,每个控制周期只施加一个基本电压矢量,难以实现目标的无差跟踪,转矩和磁链存在较大的波动;MPTC的价值函数由转矩和磁链构成,两者量纲不统一,需要确定权重因子去平衡转矩和磁链的影响程度,而权重因子的确定需要通过大量实验不断调整,繁琐且费时[3-4]。

为了降低转矩和磁链的波动,一些学者提出了多矢量MPC方案。XU等[5]将占空比控制用于模型预测转矩控制,第一矢量选择有效电压矢量,第二矢量固定为零电压矢量,通过控制两个电压矢量在周期内的作用时间,从而降低了转矩波动。ZHANG等[6]提出了双矢量模型预测转矩控(two vector-based model predictive torque control,TV-MPTC)策略,不同点在于第二矢量的选择不再局限于零电压矢量,使得双矢量的组合更加灵活。李祥林、张晓光等[7-8]采用了三矢量MPTC控制策略,提升了转矩和磁链的稳态控制性能。还有一些学者在传统电压矢量的基础上,扩展出虚拟电压矢量来增加备选集[9-11]。虽然多矢量MPC方案比传统的单矢量控制更具有优越性,但其复杂繁多的矢量组合数量也增加了系统遍历寻优的次数。

针对权重因子的问题,一些学者融合了人工智能领域内的算法,MAMDOUH等[12]提出了一种多目标模糊预测转矩控制,该策略用模糊决策将转矩和磁链作为目标进行优化,从而取代了传统价值函数中的权重因子。……