【摘 要】
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用于永磁同步电机(PMSM)的模型预测控制(MPC)具有结构简单、动态响应快、能够处理多目标优化等优点,被认为是新一代高性能控制策略。双矢量预测电流控制(PCC)的稳态性能比单矢量PCC高,开关频率比三矢量PCC低,是一种较优的控制方法,不过仍然存在计算量大、算法复杂等问题。本文针对这些问题展开研究并提出了相应的改进方法。首先介绍了PMSM数学模型和双矢量MPC脉冲生成方法。详细阐述了单矢量PCC
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用于永磁同步电机(PMSM)的模型预测控制(MPC)具有结构简单、动态响应快、能够处理多目标优化等优点，被认为是新一代高性能控制策略。双矢量预测电流控制(PCC)的稳态性能比单矢量PCC高，开关频率比三矢量PCC低，是一种较优的控制方法，不过仍然存在计算量大、算法复杂等问题。本文针对这些问题展开研究并提出了相应的改进方法。
首先介绍了PMSM数学模型和双矢量MPC脉冲生成方法。详细阐述了单矢量PCC和双矢量PCC，双矢量PCC所用方法包括拓展矢量集、q轴电流无差拍、q轴电流和d轴电流同时无差拍。
然后，提出改进的双矢量PCC。1)针对q轴电流无差拍的双矢量PCC计算量大的问题，提出一种混合矢量选择的方法。确定第一个电压矢量时，根据转速误差判定电机运行状态，暂态运行时遍历所有备选矢量，稳态运行时从和上一时刻应用的有效矢量相邻以及重合的三个有效矢量中寻优以减小了计算量，第二个电压矢量为零矢量。在此基础上，拓展了第二个电压矢量的选择范围以提高稳态性能。2)针对已有双矢量预测控制过调制优化方法所选矢量不完全最优而影响稳态性能的问题，提出一种改进的过调制优化方法。该方法根据理想电压矢量所在区域确定最优电压矢量，提高了稳态性能。此外，和q轴电流无差拍的双矢量PCC相比，所提双矢量PCC具有更好的三相电流均衡控制效果。3)针对已有用于共模电压抑制的双矢量预测控制计算量大、算法复杂的问题，提出一种改进的共模电压抑制策略。该策略不使用零矢量以抑制共模电压，根据理想电压矢量及其所在扇区即可确定待选电压矢量及其作用时间，降低了算法复杂度且减小了计算量。
最后，对所提基于混合矢量选择的双矢量PCC、考虑过调制优化的双矢量PCC和考虑共模电压抑制的双矢量PCC的有效性进行了仿真验证，同时介绍了PMSM调速系统实验平台，对部分研究内容进行了实验验证。
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