双转子永磁电机模型预测电流控制

钟义长，谢卫才，罗宣怡，蒋 璇，罗 勤

（1.湖南工程学院 电气与信息工程学院，湘潭 411104；2.风力发电机组及控制湖南省重点实验室，湘潭 411104）

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永磁同步电动机（permanent magnet synchronous motor，PMSM）具有体积小、结构紧凑、高气隙磁通、功率因数高等优点，在航海、航空以及交通牵引等各种工业场合得到了广泛应用［1］.与单转子永磁电机相比，双转子永磁电机可将定子两侧绕组充分利用，进一步提高功率密度［2］.近年来，随着同轴反转螺旋桨技术的日益成熟，在中小型水下航行器/空中飞行器上双转子永磁电机获得了应用推广［3］.双转子保持反向、等速运行是防止水下航行器/空中飞行器发生侧滚、出现失控的关键因素，因此，如何提高双转子永磁电机运行性能逐渐成为一个研究热点.

模型预测控制（model predictive control，MPC）旨在对未来控制量进行预测，降低外界对系统性能的影响，该方法具有响应快、跟随性能好的特点，因而在一些高精度的电机驱动中常被采用［4］.与传统的矢量控制相比，模型预测可以省略脉宽调制环节，可利用预测到的未来控制量，通过代价函数优选出系统所需的有效控制量，从而提高控制精度；同时，模型预测也无需参数整定，因而较之于传统矢量控制方法更具有应用前景.但是，在传统模型预测控制中，系统都是在每个采样周期内对有限的8个电压矢量采用遍历法，利用价值函数从中选出一个最优电压矢量来控制逆变器的导通.由于有效电压矢量有限，其控制效果与精度就难……