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當(dāng)前國內(nèi)關(guān)于FSPM電機控制策略的研究大多集中于傳統(tǒng)FOC策略，且主要面向三相電機，而關(guān)于MPC和多相FSPM電機控制的研究相對較少，特別是多相FSPM電機的容錯MPC方法。本書將以此為出發(fā)點，對FSPM電機模型預(yù)測控制策略進行深入探究。為拓展該類型電機的應(yīng)用領(lǐng)域，本書將主要從以下方面展開：首先，本書從模型預(yù)測控制出發(fā)，針對三相FSPM電機驅(qū)動系統(tǒng)，設(shè)計了三相FSPM電機模型預(yù)測電流控制方法和模型預(yù)測轉(zhuǎn)矩控制方法。通過分析預(yù)測模型和價值函數(shù)，探索兩種MPC方法之間的內(nèi)在聯(lián)系，并利用仿真和實驗進行驗證。從控制策略的角度出發(fā)，深入分析三相電機MPTC控制轉(zhuǎn)矩脈動的產(chǎn)生原因，例如為了降低定位力矩對系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)矩的影響，從轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的機理出發(fā)提出FSPM電機定位力矩補償方法。本書還將補充在采用模型預(yù)測控制策略中對于開路故障的診斷。接下來本書將圍繞多相FSPM電機闡述相關(guān)內(nèi)容。本書以五相電機為例，繼續(xù)圍繞模型預(yù)測控制來探尋多相電機的控制策略。與三相FSPM電機研究相似，對多相FSPM電機的開路故障容錯的模型預(yù)測控制進行探究。

電動汽車技術(shù)發(fā)展日新月異，國內(nèi)外各大汽車廠商都推出了電動汽車新產(chǎn)品，許多造車新勢力也蓬勃發(fā)展，推出了各具特色的電動汽車，而電動汽車技術(shù)的發(fā)展對電機驅(qū)動技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。與此同時，隨著先進控制理論不斷發(fā)展，線性控制、非線性控制、智能控制以及模型預(yù)測控制等先進控制方法在電機驅(qū)動領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，大幅提高了電機的控制性能。相對于其他控制方法，模型預(yù)測控制具有概念直觀、易于理解，能夠提高系統(tǒng)響應(yīng)速度，能夠處理含有約束條件的多變量非線性控制問題，能夠?qū)崿F(xiàn)多目標(biāo)優(yōu)化，能夠考慮變換器的開關(guān)特性等優(yōu)點，從而成為電機控制研究的熱點和主要的發(fā)展方向。為了更好地適應(yīng)技術(shù)發(fā)展和電動汽車對可靠性的需求，本書介紹了模型預(yù)測控制技術(shù)在電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)中的應(yīng)用情況。本書共有七章，第1章為電動汽車概述，第2章介紹永磁電機驅(qū)動系統(tǒng)，第3章至第5章主要介紹三相永磁電機模型預(yù)測控制技術(shù)，其中第3章介紹三相磁通切換永磁電機模型預(yù)測控制，第4章介紹基于轉(zhuǎn)矩脈動抑制的模型預(yù)測控制，第5章介紹基于預(yù)測模型的開路故障診斷；第6章和第7章以五相永磁電機為例介紹多相電機在高可靠電機驅(qū)動系統(tǒng)中的應(yīng)用，其中第6章介紹多相磁通切換永磁電機模型預(yù)測控制，第7章介紹開路故障容錯模型預(yù)測控制。本書由東南大學(xué)花為提出總體撰寫思路和提綱，并為全書統(tǒng)稿，江南大學(xué)黃文濤承擔(dān)了主要撰寫工作。此外，陳富揚起草了6.4節(jié)基于電壓矢量優(yōu)化的改進型模型預(yù)測控制的初稿，夏衛(wèi)國起草了6.5節(jié)參數(shù)敏感性及系統(tǒng)穩(wěn)定性分析和6.6節(jié)電流靜差消除算法的初稿。由于電動汽車用永磁電機模型預(yù)測控制技術(shù)仍處于發(fā)展階段，加上作者水平有限，書中難免有不完善和錯誤之處，敬請各位專家和讀者批評指正。

第1章電動汽車概述1
1.1電動汽車的主要特點和發(fā)展方向2
1.1.1電動汽車的主要特點2
1.1.2電動汽車的發(fā)展方向6
1.2電動汽車關(guān)鍵技術(shù)7
本章參考文獻10
第2章永磁電機驅(qū)動系統(tǒng)12
2.1研究背景及意義12
2.2磁通切換永磁電機13
2.2.1三相系統(tǒng)14
2.2.2多相系統(tǒng)15
2.3控制策略概述16
2.3.1傳統(tǒng)三相永磁同步電機控制16
2.3.2多相永磁同步電機控制21
本章參考文獻26
第3章三相磁通切換永磁電機模型預(yù)測控制33
3.1三相磁通切換永磁電機驅(qū)動系統(tǒng)33
3.1.1電機結(jié)構(gòu)與特性33
3.1.2逆變器狀態(tài)37
3.1.3數(shù)學(xué)模型39
3.2模型預(yù)測電流控制41
3.2.1預(yù)測電流控制41
3.2.2價值函數(shù)42
3.2.3延時補償42
3.3模型預(yù)測轉(zhuǎn)矩控制45
3.3.1預(yù)測轉(zhuǎn)矩與磁鏈模型46
3.3.2價值函數(shù)46
3.3.3MPCC與MPTC的聯(lián)系48
3.4仿真分析48
3.5實驗驗證53
3.5.1硬件平臺53
3.5.2穩(wěn)態(tài)測試55
3.5.3動態(tài)測試56
3.6本章小結(jié)58
本章參考文獻58
第4章基于轉(zhuǎn)矩脈動抑制的模型預(yù)測控制59
4.1定位力矩補償?shù)哪Ｐ皖A(yù)測電流控制60
4.1.1諧波電流補償60
4.1.2迭代學(xué)習(xí)控制62
4.1.3實驗驗證63
4.2基于矢量合成的模型預(yù)測轉(zhuǎn)矩控制66
4.2.1矢量篩選與定子磁鏈參考計算67
4.2.2預(yù)測模型70
4.2.3實驗驗證70
4.3本章小結(jié)74
本章參考文獻75
第5章基于預(yù)測模型的開路故障診斷76
5.1故障診斷概述76
5.2基于信號的故障診斷77
5.2.1故障分析77
5.2.2算法設(shè)計81
5.2.3實驗驗證86
5.3基于混合模型的故障診斷92
5.3.1模型構(gòu)建92
5.3.2算法設(shè)計95
5.3.3仿真分析100
5.3.4實驗驗證101
5.4本章小結(jié)105
本章參考文獻106
第6章多相磁通切換永磁電機模型預(yù)測控制109
6.1多相電機控制概述109
6.2五相磁通切換永磁電機驅(qū)動系統(tǒng)110
6.2.1電機結(jié)構(gòu)110
6.2.2數(shù)學(xué)模型113
6.3五相FSPM電機模型預(yù)測控制118
6.3.1預(yù)測模型118
6.3.2價值函數(shù)119
6.3.3控制延遲補償120
6.3.4系統(tǒng)框圖121
6.3.5仿真結(jié)果122
6.4基于電壓矢量優(yōu)化的改進型模型預(yù)測控制123
6.4.1單矢量優(yōu)化123
6.4.2雙矢量優(yōu)化127
6.4.3多矢量優(yōu)化135
6.4.4實驗驗證136
6.4.5方法對比與分析142
6.5參數(shù)敏感性及系統(tǒng)穩(wěn)定性分析142
6.5.1常規(guī)MPCC算法敏感性分析143
6.5.2DBMPCC算法參數(shù)敏感性及系統(tǒng)穩(wěn)定性分析147
6.6電流靜差消除算法155
6.6.1基于積分法的IDBMPCC算法155
6.6.2基于龍伯格觀測器的RDBMPCC算法164
6.6.3算法驗證176
6.7本章小結(jié)185
本章參考文獻186
第7章開路故障容錯模型預(yù)測控制189
7.1多相電機容錯模型預(yù)測控制概述189
7.2開路故障的五相磁通切換電機系統(tǒng)190
7.2.1矢量空間分解190
7.2.2數(shù)學(xué)模型193
7.3計及諧波約束的容錯模型預(yù)測轉(zhuǎn)矩控制201
7.3.1預(yù)測模型202
7.3.2價值函數(shù)203
7.3.3矢量篩選204
7.3.4實驗驗證206
7.4基于空間矢量調(diào)制的容錯模型預(yù)測轉(zhuǎn)矩控制216
7.4.1常規(guī)SVPWM216
7.4.2改進SVPWM217
7.4.3預(yù)測模型221
7.4.4占空比生成223
7.4.5實驗驗證224
7.5本章小結(jié)231
本章參考文獻231

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