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當(dāng)前國(guó)內(nèi)關(guān)于FSPM電機(jī)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(jī)，而關(guān)于MPC和多相FSPM電機(jī)控制的研究相對(duì)較少，特別是多相FSPM電機(jī)的容錯(cuò)MPC方法。本書(shū)將以此為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)FSPM電機(jī)模型預(yù)測(cè)控制策略進(jìn)行深入探究。為拓展該類(lèi)型電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域，本書(shū)將主要從以下方面展開(kāi)：首先，本書(shū)從模型預(yù)測(cè)控制出發(fā)，針對(duì)三相FSPM電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了三相FSPM電機(jī)模型預(yù)測(cè)電流控制方法和模型預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩控制方法。通過(guò)分析預(yù)測(cè)模型和價(jià)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(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。從控制策略的角度出發(fā)，深入分析三相電機(jī)MPTC控制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的產(chǎn)生原因，例如為了降低定位力矩對(duì)系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)矩的影響，從轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的機(jī)理出發(fā)提出FSPM電機(jī)定位力矩補(bǔ)償方法。本書(shū)還將補(bǔ)充在采用模型預(yù)測(cè)控制策略中對(duì)于開(kāi)路故障的診斷。接下來(lái)本書(shū)將圍繞多相FSPM電機(jī)闡述相關(guān)內(nèi)容。本書(shū)以五相電機(jī)為例，繼續(xù)圍繞模型預(yù)測(cè)控制來(lái)探尋多相電機(jī)的控制策略。與三相FSPM電機(jī)研究相似，對(duì)多相FSPM電機(jī)的開(kāi)路故障容錯(cuò)的模型預(yù)測(cè)控制進(jìn)行探究。

電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)發(fā)展日新月異，國(guó)內(nèi)外各大汽車(chē)廠商都推出了電動(dòng)汽車(chē)新產(chǎn)品，許多造車(chē)新勢(shì)力也蓬勃發(fā)展，推出了各具特色的電動(dòng)汽車(chē)，而電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。與此同時(shí)，隨著先進(jìn)控制理論不斷發(fā)展，線(xiàn)性控制、非線(xiàn)性控制、智能控制以及模型預(yù)測(cè)控制等先進(jìn)控制方法在電機(jī)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，大幅提高了電機(jī)的控制性能。相對(duì)于其他控制方法，模型預(yù)測(cè)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(xiàn)性控制問(wèn)題，能夠?qū)崿F(xiàn)多目標(biāo)優(yōu)化，能夠考慮變換器的開(kāi)關(guān)特性等優(yōu)點(diǎn)，從而成為電機(jī)控制研究的熱點(diǎn)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(dòng)汽車(chē)對(duì)可靠性的需求，本書(shū)介紹了模型預(yù)測(cè)控制技術(shù)在電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用情況。本書(shū)共有七章，第1章為電動(dòng)汽車(chē)概述，第2章介紹永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，第3章至第5章主要介紹三相永磁電機(jī)模型預(yù)測(cè)控制技術(shù)，其中第3章介紹三相磁通切換永磁電機(jī)模型預(yù)測(cè)控制，第4章介紹基于轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制的模型預(yù)測(cè)控制，第5章介紹基于預(yù)測(cè)模型的開(kāi)路故障診斷；第6章和第7章以五相永磁電機(jī)為例介紹多相電機(jī)在高可靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(jī)模型預(yù)測(cè)控制，第7章介紹開(kāi)路故障容錯(cuò)模型預(yù)測(cè)控制。本書(shū)由東南大學(xué)花為提出總體撰寫(xiě)思路和提綱，并為全書(shū)統(tǒng)稿，江南大學(xué)黃文濤承擔(dān)了主要撰寫(xiě)工作。此外，陳富揚(yáng)起草了6.4節(jié)基于電壓矢量?jī)?yōu)化的改進(jìn)型模型預(yù)測(cè)控制的初稿，夏衛(wèi)國(guó)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(dòng)汽車(chē)用永磁電機(jī)模型預(yù)測(cè)控制技術(shù)仍處于發(fā)展階段，加上作者水平有限，書(shū)中難免有不完善和錯(cuò)誤之處，敬請(qǐng)各位專(zhuān)家和讀者批評(píng)指正。

第1章電動(dòng)汽車(chē)概述1
1.1電動(dòng)汽車(chē)的主要特點(diǎn)和發(fā)展方向2
1.1.1電動(dòng)汽車(chē)的主要特點(diǎn)2
1.1.2電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展方向6
1.2電動(dòng)汽車(chē)關(guān)鍵技術(shù)7
本章參考文獻(xiàn)10
第2章永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)12
2.1研究背景及意義12
2.2磁通切換永磁電機(jī)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(jī)控制16
2.3.2多相永磁同步電機(jī)控制21
本章參考文獻(xiàn)26
第3章三相磁通切換永磁電機(jī)模型預(yù)測(cè)控制33
3.1三相磁通切換永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)33
3.1.1電機(jī)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(cè)電流控制41
3.2.1預(yù)測(cè)電流控制41
3.2.2價(jià)值函數(shù)42
3.2.3延時(shí)補(bǔ)償42
3.3模型預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩控制45
3.3.1預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩與磁鏈模型46
3.3.2價(jià)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證53
3.5.1硬件平臺(tái)53
3.5.2穩(wěn)態(tài)測(cè)試55
3.5.3動(dòng)態(tài)測(cè)試56
3.6本章小結(jié)58
本章參考文獻(xiàn)58
第4章基于轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制的模型預(yù)測(cè)控制59
4.1定位力矩補(bǔ)償?shù)哪Ｐ皖A(yù)測(cè)電流控制60
4.1.1諧波電流補(bǔ)償60
4.1.2迭代學(xué)習(xí)控制62
4.1.3實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證63
4.2基于矢量合成的模型預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩控制66
4.2.1矢量篩選與定子磁鏈參考計(jì)算67
4.2.2預(yù)測(cè)模型70
4.2.3實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證70
4.3本章小結(jié)74
本章參考文獻(xiàn)75
第5章基于預(yù)測(cè)模型的開(kāi)路故障診斷76
5.1故障診斷概述76
5.2基于信號(hào)的故障診斷77
5.2.1故障分析77
5.2.2算法設(shè)計(jì)81
5.2.3實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(jì)95
5.3.3仿真分析100
5.3.4實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證101
5.4本章小結(jié)105
本章參考文獻(xiàn)106
第6章多相磁通切換永磁電機(jī)模型預(yù)測(cè)控制109
6.1多相電機(jī)控制概述109
6.2五相磁通切換永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)110
6.2.1電機(jī)結(jié)構(gòu)110
6.2.2數(shù)學(xué)模型113
6.3五相FSPM電機(jī)模型預(yù)測(cè)控制118
6.3.1預(yù)測(cè)模型118
6.3.2價(jià)值函數(shù)119
6.3.3控制延遲補(bǔ)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?jī)?yōu)化的改進(jìn)型模型預(yù)測(cè)控制123
6.4.1單矢量?jī)?yōu)化123
6.4.2雙矢量?jī)?yōu)化127
6.4.3多矢量?jī)?yōu)化135
6.4.4實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證136
6.4.5方法對(duì)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(cè)器的RDBMPCC算法164
6.6.3算法驗(yàn)證176
6.7本章小結(jié)185
本章參考文獻(xiàn)186
第7章開(kāi)路故障容錯(cuò)模型預(yù)測(cè)控制189
7.1多相電機(jī)容錯(cuò)模型預(yù)測(cè)控制概述189
7.2開(kāi)路故障的五相磁通切換電機(jī)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(jì)及諧波約束的容錯(cuò)模型預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩控制201
7.3.1預(yù)測(cè)模型202
7.3.2價(jià)值函數(shù)203
7.3.3矢量篩選204
7.3.4實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證206
7.4基于空間矢量調(diào)制的容錯(cuò)模型預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩控制216
7.4.1常規(guī)SVPWM216
7.4.2改進(jìn)SVPWM217
7.4.3預(yù)測(cè)模型221
7.4.4占空比生成223
7.4.5實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證224
7.5本章小結(jié)231
本章參考文獻(xiàn)231

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