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随着永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)的广泛应用,高性能永磁同步电机的传动系统对电机控制精度的要求越来越高。在很多场合,传统的控制方法已难以满足较高的控制需要。模型预测控制(Model Predictive Control, MPC)考虑控制量对系统未来状态的影响,可以得到高性能的控制效果,在过程控制领域已取得成功的应用。但是目前为止,国内外将模型预测算法应用于永磁同步电机的研究较少。深入研究基于模型预测算法的永磁同步电机控制,可以有效提高电机能源利用率,具有重要的实际意义。为此,本文对永磁同步电机的模型预测控制进行了研究,主要研究内容有：1、以永磁同步电机的结构和原理为基础,分析了PMSM的数学模型,矢量控制方法、电压空间矢量调制原理及实现。在Matlab/simulink仿真环境下对基于矢量控制的永磁同步电机调速系统进行仿真,为模型预测控制的研究奠定了基础。2、结合模型预测控制的基本原理和特点,给出了永磁同步电机模型预测控制器的设计方法。在Matlab/simulink仿真环境下,建立永磁同步电机模型预测控制系统的仿真模型。3、利用自动微分(Automatic Differentiation, AD)理论建立永磁同步电机电流模型预测控制算法。依据AD原理,对PMSM d-q坐标系下的数学模型进行泰勒级数展开,建立了更为精准的数学模型。采用AD方法,给出了永磁同步电机泰勒级数灵敏度的计算方法,再利用表示为预测值灵敏度形式的雅克比矩阵,计算价值函数,获得控制量,提高了预测精度。针对电流环参数变化导致预测效果变差的问题,提出将所有参数变化以附加项表示,利用扩张状态观测器(Extended State Observer, ESO)观测这个附加项并前馈补偿。本文通过对PMSM模型预测控制的研究,利用AD算法提高了永磁同步电机的控制精度,理论分析和仿真结果验证了提出算法在永磁同步电机中应用的有效性,并给出了下一步的研究方向。