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永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)以其高功率密度、大转矩惯性比和高效率等优点,己广泛应用于各种工业场合。作为近年来广泛受到学者们青睐的模型预测直接转矩控制(Model Predictive Direct Torque Control,MPDTC),具有动态响应迅速的特点,并且与传统直接转矩控制(Direct Torque Control,DTC)方法相比具有电压矢量选择更为准确的优点。但对于永磁同步电机模型预测直接转矩控制策略,仍然存在计算量大和由于控制集有限性而引起的转矩和磁链脉动问题。本文通过深入分析永磁同步电机定子电流和定子磁链的关系,提出了一种无需电流预测的简化模型预测直接转矩控制策略,大大减少了计算量。并在分析转矩和磁链脉动影响因素的基础上,引入占空比控制思想,进一步提出了双模型预测直接转矩控制策略。在双模型预测直接转矩控制中,采用简化模型预测直接转矩控制对永磁同步电机转矩和磁链进行预测,并选出使得价值函数最小的电压矢量,然后通过由占空比、转矩误差和磁链误差构建的价值函数选择出使得其值最小的占空比。 为验证所提出控制策略的可行性和有效性,利用MATLAB仿真工具对所提出的控制策略进行了仿真研究,并设计了基于TMS320F28335数字信号处理器(Digital SignalProcessor,DSP)的永磁同步电机数字控制系统的软件和硬件平台,对该控制策略进行了实验研究。实验结果表明,与传统模型预测直接转矩控制相比,简化模型预测直接转矩控制和双模型预测直接转矩控制策略能够有效地减少算法计算量,并且双模型预测直接转矩控制可以有效地降低转矩和磁链脉动。