一种表贴式PMSM连续集模型预测转矩控制研究

绳然，曲行行，曾洁

(大连交通大学 电气信息工程学院，辽宁 大连 116028)*

永磁同步电机(PMSM)具有体积小、功率密度高、调速范围大、转矩输出能力强等优点，被广泛应用在运动控制领域[1-2].在永磁同步电机调速系统中，磁场定向控制(FOC)和直接转矩控制(DTC)是最广泛的两种控制方法.

模型预测控制(MPC)方法考虑了控制量对未来状态的影响,具有滚动优化、在线反馈校正等特性.目前PMSM的MPC是通过电机的数学模型预测受控变量的未来状态,基于性能指标来实现电机的最优控制.一些学者将MPC分别结合FOC和DTC，提出了模型预测电流控制(MPCC)和永磁同步电机模型预测转矩控制(MPTC)两大类控制思路.传统DTC通过查表法选择电压矢量，模型预测转矩控制(MPDTC)通过对电机状态进行预测，将预测值代入性能指标价值函数来选择最优电压矢量，在最优矢量选择上更加有效[3].与传统FOC相比，MPCC无需电流环PI参数整定，可以获得更好的动态响应特性[4].

根据电压矢量控制集的不同，MPC可分为有限控制集MPC(FCS-MPC)和连续控制集MPC (CCS-MPC)，FCS-MPC只对有限数量电压矢量进行评价计算，算法相对简单易于实现.CCS-MPC对整个电压矢量可行集进行搜索计算，然后通过空间矢量调制(SVM)输出电压矢量[5-7].对于MPC还有显式和隐式两种控制方法[8]，在显式MPC中，MPC问题离线求解，对于PMSM控制系统，精确的显式模型预测控制对实时计算的要求比较宽松，计算量主要是在相应控制策略中进行查表操作，但对嵌入式存储需求过高.而隐式MPC的主要特点是计算量大……