文摘永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)弱磁控制系统常用于电动汽车领域。电动汽车运行于低速时,PMSM需要输出大转矩,以响应快速起步、加速及爬坡需求;电动汽车运行于高速,且超过额定速度时,PMSM处于弱磁状态,需具备一定的带载能力,以满足高速行驶和超车工况。针对PMSM弱磁控制中的转速突变,文章设计了自抗扰控制器(Active Disturbances Rejection Controller,ADRC)替代速度外环PI控制器,对扰动项快速观测和补偿,减小速度突变对系统造成干扰,实现转速精准跟踪。针对转矩项干扰,结合转矩和磁链输出值设计有限集模型预测控制(Finite Control Set Model Predictive Control,FCS-MPC)以替代传统直接转矩控制(Direct Torque Control,DTC),构建令转矩和磁链脉动最小的价值函数,再通过价值函数的计算寻优,选取出最优空间矢量控制信号输送给逆变器。基于ADRC和FCS-MPC的优化作用,弱磁控制系统的抗扰能力、电流和转矩输出精度增强,试验验证了所设计系统的可行性和性能优势。
