稀疏型逆变器驱动SPMSM的高效有限集模型预测控制

作     者：刘向杰 潘继良 马乐乐 孔小兵 

作者机构：华北电力大学控制与计算机工程学院 

出 版 物：《控制工程》 (Control Engineering of China)

年 卷 期：2024年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2021YFE0190900) 国家自然科学基金资助项目(62073136 62203170) 中央高校基本科研业务费专项基金项目(2023JC002 2023YQ002) 

主　　题：永磁同步电机 有限集模型预测控制 三电平稀疏型中点箝位逆变器 球型译码算法 无位置传感器控制 

摘      要：有限集模型预测控制(finite control set model predictive control， FCS-MPC)是提高永磁同步电机驱动性能和效率的一种重要技术手段。与单步FCS-MPC相比，多步FCS-MPC可以缓解观测噪声引起的激烈控制，并降低开关损耗，但是也存在计算负担重和无感驱动时观测噪声大、范围窄、响应慢等问题。为此，采用虚拟矢量合成技术处理稀疏型逆变器的开关状态约束，保障球型译码算法的高效求解，并利用自适应滑模、滤波算法的宽速域和高带宽观测能力支持FCS-MPC的高频控制特性，提出一种针对三电平稀疏型中点钳位逆变器驱动无感永磁同步电机的高效控制策略。仿真结果表明，该策略能够有效消除稀疏型逆变器开关状态约束对球型译码算法影响的同时，调节滑模增益和滤波中心频率以抑制观测抖振与滤波相移，实现电机在中高速域的转速高效控制与估计。