永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）具有效率高、体积小、功率密度大、应用范围广等优点，其控制方法主要有矢量控制和直接转矩控制。直接转矩控制是根据转矩和磁链误差通过预先给出的开关表选择出电压矢量，虽然控制方法简单，但是由于对转矩和磁链采用的是滞环控制，且可选电压矢量有限，导致转矩和磁链脉动较大
[1,2]。近年来，模型预测控制方法由于其灵活、简单、可进行多目标控制等优点而受到了广泛关注，为了解决直接转矩控制中磁链和转矩脉动大的问题，国内外学者尝试将模型预测控制引入直接转矩控制中并且取得了一定的成功[3-5]。模型预测控制方法的种类很多，一般应用在电力电子领域的模型预测控制可以分为连续控制集模型预测控制和有限控制集模型预测控制两大类[6-8]。
在电机驱动系统中，有限控制集模型预测控制方法根据控制目标的不同可以分为模型预测电流控制（Model Predictive Current Control, MPCC）和模型预测转矩控制（Model Predictive Torque Control, MPTC）[9]。
模型预测转矩控制是以定子磁链和电磁转矩为控制目标，价值函数中包含电磁转矩和定子磁链两个物理量，因此需要设计相应的权重系数来调节转矩和磁链在价值函数中所占的权重，但是权重系数的确定目前多采用试凑的办法，其过程比较繁琐。文献[10]针对异步电机提出了一种在线优化权重系数的方法，权重系数是通过转矩脉动最小化的方法优化的，但是计算量较大。
文献[11]通过分别计算得到所有电压矢量下的转矩和磁链目标函数，然后对这两个目标函数进行排序，从而选择出最优的电压矢量，该方法虽然无需权重系数整定，但是需要在线排序，算法比较复杂。文献[12,13]通过推导定子磁链和电磁转矩之间的关系，将定子磁链幅值和电磁转矩等效为定子磁链矢量，价值函数中只包含定子磁链矢量这一项，省去了权重系数的计算。文献[14]通过采用电压矢量作用时间来表示价值函数中的转矩和磁链，使得价值函数中只有时间这一变量，从而省去了权重系数的整定。
传统模型预测转矩控制在一个采样周期内只有一个电压矢量作用，因此导致较大的转矩和磁链脉动。为了提高系统的稳态性能，目前主要从增加预测时域[15,16]、增加矢量个数[17-20]和滞后补偿[21]等方面进行改进。文献[15,16]通过增加预测时域采用多步预测的控制方法来提高系统的稳态性能，但计算量成倍增加。文献[17]提出了占空比模型预测转矩控制方法，在一个采样周期中引入零矢量来调节有效电压矢量的作用时间，从而改善系统的稳态性能，但占空比控制方法中第二个电压矢量只能是零矢量，限制了系统稳态性能的提高。
文献[18]针对占空比控制方法中第二个电压矢量总是零矢量的问题，把第二个电压矢量从零矢量扩大到非零矢量，但第二个电压矢量是在和第一个电压矢量相邻的两个电压矢量与零矢量之间选择的，可选电压矢量的范围有限，转矩仍然存在脉动，同时计算电压矢量的作用时间只考虑了转矩并未考虑磁链。
文献[19,20]提出了一种三矢量模型预测的控制方法来改善系统的稳态性能，通过相邻两个电压矢量和零矢量来合成一个虚拟电压矢量，但其两个有效电压矢量仅限于相邻两个电压矢量。文献[21]指出在模型预测控制中由于实际数字控制存在一拍延迟，在k时刻选择的电压矢量在k+1时刻才会被更新输出，为了消除滞后补偿带来的影响，该文提出了滞后补偿的方法，从而可以改善系统的稳态性能。
为了改善双矢量模型预测转矩控制的稳态性能和解决传统价值函数中权重系数不易调节的问题，西安理工大学电气工程系的研究人员徐艳平、李园园等，在2018年第15期《电工技术学报》上撰文，提出了一种消除权重系数的三矢量模型预测转矩控制方法。
该方法在一个采样周期中作用三个电压矢量，包括两个有效电压矢量和零矢量，其中两个有效电压矢量不仅限于相邻电压矢量，采用转矩和磁链无差拍控制来计算每个电压矢量的作用时间；同时提出了一种无权重系数的价值函数，价值函数中只含有转矩这一变量，从而省去了价值函数中权重系数的设计，降低了价值函数计算的复杂度。
实验结果表明：所提出的方法可以有效地减小转矩和磁链脉动，同时也验证了所提出的无权重系数价值函数的可行性。
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