永磁同步電機（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）具有效率高、體積小、功率密度大、應用範圍廣等優點，其控制方法主要有矢量控制和直接轉矩控制。直接轉矩控制是根據轉矩和磁鏈誤差通過預先給出的開關表選擇出電壓矢量，雖然控制方法簡單，但是由於對轉矩和磁鏈採用的是滯環控制，且可選電壓矢量有限，導致轉矩和磁鏈脈動較大
[1,2]。近年來，模型預測控制方法由於其靈活、簡單、可進行多目標控制等優點而受到了廣泛關注，為了解決直接轉矩控制中磁鏈和轉矩脈動大的問題，國內外學者嘗試將模型預測控制引入直接轉矩控制中並且取得了一定的成功[3-5]。模型預測控制方法的種類很多，一般應用在電力電子領域的模型預測控制可以分為連續控制集模型預測控制和有限控制集模型預測控制兩大類[6-8]。
在電機驅動系統中，有限控制集模型預測控制方法根據控制目標的不同可以分為模型預測電流控制（Model Predictive Current Control, MPCC）和模型預測轉矩控制（Model Predictive Torque Control, MPTC）[9]。
模型預測轉矩控制是以定子磁鏈和電磁轉矩為控制目標，價值函數中包含電磁轉矩和定子磁鏈兩個物理量，因此需要設計相應的權重係數來調節轉矩和磁鏈在價值函數中所佔的權重，但是權重係數的確定目前多采用試湊的辦法，其過程比較繁瑣。文獻[10]針對異步電機提出了一種在線優化權重係數的方法，權重係數是通過轉矩脈動最小化的方法優化的，但是計算量較大。
文獻[11]通過分別計算得到所有電壓矢量下的轉矩和磁鏈目標函數，然後對這兩個目標函數進行排序，從而選擇出最優的電壓矢量，該方法雖然無需權重係數整定，但是需要在線排序，算法比較複雜。文獻[12,13]通過推導定子磁鏈和電磁轉矩之間的關係，將定子磁鏈幅值和電磁轉矩等效為定子磁鏈矢量，價值函數中只包含定子磁鏈矢量這一項，省去了權重係數的計算。文獻[14]通過採用電壓矢量作用時間來表示價值函數中的轉矩和磁鏈，使得價值函數中只有時間這一變量，從而省去了權重係數的整定。
傳統模型預測轉矩控制在一個採樣週期內只有一個電壓矢量作用，因此導致較大的轉矩和磁鏈脈動。為了提高系統的穩態性能，目前主要從增加預測時域[15,16]、增加矢量個數[17-20]和滯後補償[21]等方面進行改進。文獻[15,16]通過增加預測時域採用多步預測的控制方法來提高系統的穩態性能，但計算量成倍增加。文獻[17]提出了佔空比模型預測轉矩控制方法，在一個採樣週期中引入零矢量來調節有效電壓矢量的作用時間，從而改善系統的穩態性能，但佔空比控制方法中第二個電壓矢量只能是零矢量，限制了系統穩態性能的提高。
文獻[18]針對佔空比控制方法中第二個電壓矢量總是零矢量的問題，把第二個電壓矢量從零矢量擴大到非零矢量，但第二個電壓矢量是在和第一個電壓矢量相鄰的兩個電壓矢量與零矢量之間選擇的，可選電壓矢量的範圍有限，轉矩仍然存在脈動，同時計算電壓矢量的作用時間只考慮了轉矩並未考慮磁鏈。
文獻[19,20]提出了一種三矢量模型預測的控制方法來改善系統的穩態性能，通過相鄰兩個電壓矢量和零矢量來合成一個虛擬電壓矢量，但其兩個有效電壓矢量僅限於相鄰兩個電壓矢量。文獻[21]指出在模型預測控制中由於實際數字控制存在一拍延遲，在k時刻選擇的電壓矢量在k+1時刻才會被更新輸出，為了消除滯後補償帶來的影響，該文提出了滯後補償的方法，從而可以改善系統的穩態性能。
為了改善雙矢量模型預測轉矩控制的穩態性能和解決傳統價值函數中權重係數不易調節的問題，西安理工大學電氣工程系的研究人員徐豔平、李園園等，在2018年第15期《電工技術學報》上撰文，提出了一種消除權重係數的三矢量模型預測轉矩控制方法。
該方法在一個採樣週期中作用三個電壓矢量，包括兩個有效電壓矢量和零矢量，其中兩個有效電壓矢量不僅限於相鄰電壓矢量，採用轉矩和磁鏈無差拍控制來計算每個電壓矢量的作用時間；同時提出了一種無權重係數的價值函數，價值函數中只含有轉矩這一變量，從而省去了價值函數中權重係數的設計，降低了價值函數計算的複雜度。
實驗結果表明：所提出的方法可以有效地減小轉矩和磁鏈脈動，同時也驗證了所提出的無權重係數價值函數的可行性。
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