摘要：相对于矢量控制，直接转矩控制无需进行复杂的坐标变换，是一种结构与计算简单的控制方法，电机动态响应速度较快，但是由于直接转矩控制的控制器使用了滞环比较器，不可避免的产生了磁链和转矩脉动，导致滞环输出的开关频率不稳定，严重影响系统动态性能。

为克服上述缺陷，本文提出了基于模型预测控制算法的直接转矩控制方法，将磁链和转矩方程离散化，得到磁链和转矩的预测模型，并以定子磁链偏差和转子转矩偏差的平方和为目标函数，通过各个采样点在线评估不同电压矢量对两电平异步电机控制系统的作用效果，最后选出使目标函数为最小值的最优电压矢量。该算法能有效地降低磁链和转矩脉动，减小电流毛刺现象，并且结构简单，动态响应速度较快，解决了传统控制方法中的不足。最后再通过仿真实验，进行波形对比，验证了本文所提方法的有效性。

关键词：异步电机，模型预测直接转矩控制，目标函数，在线评估

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摘要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

   1.1 研究背景及意义-1

   1.2 模型预测控制研究现状-2

   1.3 本文主要研究内容-4

第二章 三相电压型逆变器驱动异步电机模型-6

   2.1 三相电压型逆变电路-6

   2.2 异步电机的动态数学模型-7

   2.3 本章小结-9

第三章 传统直接转矩控制-10

3.1 电压矢量控制作用-10

3.2 直接转矩控制系统-13

3.3 定子磁链和转矩计算模型-15

3.4 直接转矩控制系统的特点以及存在的问题-16

   3.5 本章小结-17

第四章 模型预测直接转矩控制-18

4.1 磁链估计-19

4.2 磁链和转矩预测-19

4.3 目标函数-20

4.4磁链和转矩参考值的预测-20

   4.5 本章小结-21

第五章 模型预测直接转矩控制仿真实验-22

5.1 仿真软件介绍-22

5.2 方案仿真分析-23

   5.3 本章小结-29

总结与展望-30

参考文献-32

致  谢-34