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永磁同步电机(PMSM)在运行过程中,因为电机运行工况发生改变而引起自身参数变化、负载转矩波动等问题时,可能会导致控制系统动态响应能力变差、稳态波动异常。本文针对永磁同步电机控制过程中可能存在的这些问题,从提高电机控制系统的动态响应能力和稳态抗扰能力出发,改进传统模型预测算法,并进行自整定控制相关研究。首先,详述了矢量控制中坐标变化理论实现电流的解耦合原理。其次进行SVPWM的推导以及模型预测控制的引出。接着介绍了电机的四种电流控制方法(di(28)0等)。最后通过仿真分析矢量控制的响应特性和动静态能力,为本文方案展开作铺垫。然后,对传统的有限集模型预测控制(FCS-MPC),分析其中电流预测算法的离散化处理方程式,发现其响应快速但稳定性不强。磁链预测算法在离散化处理过程中因为小电感的影响,稳定性相对较好。为了提升控制系统的稳态抗扰能力,本文研究了一种无差拍模型预测磁链控制方法。该方法结合增量磁链预测与电流预测,利用反馈开关矢量进行电流预测,进而预测增量磁链减小控制延时的影响。为了提高数学模型的精度,结合实时的电机参数辨识环节,从而使得电机转速响应性能更加优越,并通过仿真实验加以验证。其次,对电机控制中的抗扰动能力加以优化,从负载转矩波动和参数变化两方面着手。分析整个改进型模型预测控制的结构框图,将控制框图分解成电机模型、转速环PI控制器、电流电压位置信号采样、模型预测控制、三相逆变器这五个小框图。研究各部分的传递函数从而得到整个控制系统的传递函数。针对电机运行中负载转矩发生波动的情况,设计频率分析方法。使得参数自整定控制下负载转矩发生波动时电机仍满足期望的幅频、相频特性,确保电机运行稳定。针对电机参数扰动的情形,设计基于典型Ⅱ型系统的分析方法。将系统传递函数校正成典型系统的形式,根据该系统的动态抗扰能力指标,自整定PI控制器参数使电机在参数扰动情形下仍能够稳定运行。最后,本文设计了与仿真分析相对应的基于英飞凌XE164FN控制芯片的硬件实验平台。分别对矢量控制、无差拍磁链预测控制做了部分研究。然后进行了参数辨识以及结合辨识理论的部分自整定控制实验。对比仿真与实验结果,验证了本文所提控制方法的正确性。