永磁同步电机模型预测转矩控制的权重因子与延时补偿研究

"基于新型权重因子校正和延时补偿的永磁同步电动机模型预测转矩控制" 永磁同步电动机（PMSM）因其高功率因数、高效能和大功率密度，在电梯、风电系统和电动汽车等领域有着广泛的应用。随着技术的不断发展，PMSM的控制技术也在持续改进。目前，矢量控制和直接转矩控制（DTC）是两种常见的高性能控制策略。其中，DTC以其低对电机参数的依赖性、强鲁棒性、简洁结构和快速动态响应而受到关注。然而，传统的DTC方法因为使用迟滞比较器和开关表，导致开关频率不稳和转矩脉动较大。 为了解决这些问题，模型预测直接转矩控制（MPC-DTC）作为一种优化控制策略应运而生。MPC-DTC以转矩和磁链为控制目标，通过最小化转矩和磁链跟踪误差的代价函数来选择最佳电压矢量。尽管MPC-DTC具有动态响应快和实现简单的优点，但在实际应用中还面临一些挑战。比如，代价函数中的权重因子设计是关键，它用于平衡转矩和磁链两个不同物理量的影响。当前，权重因子的校正主要依赖于试凑法，这过程复杂且难以精确。有研究尝试只以转矩为目标的MPC-DTC，虽然简化了代价函数，但牺牲了磁链跟踪能力。 另外，计算延时补偿是模型预测控制系统的一大难题。现有的补偿策略，如两步预测补偿策略，虽已广泛应用于三相逆变器模型预测电流控制，但在电动机控制领域的应用仍有限。缺乏多样化的补偿策略限制了模型预测控制理论的进一步发展。 文献[11,12]提出了转矩控制目标的MPC-DTC，消除了磁链项，但未解决磁链跟踪问题；文献[13]探讨了通过仿真和实验校核权重因子的方法，但由于参数化步长的限制，最佳权重因子的获取仍然不精确。文献[14]提出的两步预测补偿策略虽有广泛应用，但需要更多创新补偿策略以拓宽模型预测控制的理论体系。 针对PMSM的MPC-DTC研究需要在权重因子的智能校正和计算延时补偿方面寻求突破，以提升控制性能，减少转矩脉动，并增强系统稳定性。未来的研究方向可能包括开发自适应权重因子算法和更先进的延时补偿策略，以实现更精确、更稳定的PMSM控制。