永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Machine,PMSM)具有结构简单、体积小、效率高、功率因数高、功率密度大、转矩电流比大、转动惯量低、气隙大、易于散热和维护保养等优点,在数控机床、工业机器人、电动汽车、智能工厂等一些控制精度要求较高的工业生产场合得到了广泛的应用。在传统的有限集模型预测直接速度控制(Finite Control Set Model Predictive Direct Speed Control,FCS-MPDSC)策略中,预测模型由电流环预测模型和速度环预测模型两部分组成。其中,电流环预测模型的模型输入量为当前时刻基本电压矢量d、q轴分量u_d(k),u_q(k),模型输出量为电流d、q轴分量预测值i_d(k+1)、i_q(k+1);速度环预测模型的模型输入量为电流q轴分量i_q(k),模型输出量为速度预测值?_e(k+1)。因此,对传统的FCS-MPDSC,当模型输入量统一为第k时刻的基本电压矢量d、q轴分量u_d(k),u_q(k),作为模型输出量的电流预测值与速度预测值不在同一时刻,导致速度比电流慢一个控制周期。同时,FCS-MPDSC价值函数中包含电机电流d、q轴分量和速度三个单位不同的控制变量,需要权重系数来对不同变量的误差在价值函数中的权重进行分配。传统FCS-MPDSC对于权重系数的分配采取经验整定的方式,通过大量的仿真进行数据拟合,近似求得相对理想的权重系数。针对传统FCS-MPDSC中预测模型输出量电流预测值和速度预测值不同步的问题,本文通过构建应用泰勒级数的FCS-MPDSC预测模型,将模型输入量统一为基本电压矢量d、q轴分量u_d(k)、u_q(k),模型输出量统一为同一时刻的电流d、q轴分量预测值i_d(k+1)、i_q(k+1)和速度预测值?_e(k+1);针对数字控制中固有的延时问题,本文设计了应用泰勒级数的FCS-MPDSC的延时补偿模型;针对传统FCS-MPDSC中价值函数权重系数需要整定的问题,本文利用二次型价值函数替代加权求和型价值函数,离线求解出权重系数矩阵。在此基础上,分别搭建了FCS-MPDSC、应用泰勒级数的FCS-MPDSC和应用二次型价值函数的FCS-MPDSC的仿真模型,并开发了基于两电平电压源型逆变器的表贴式永磁同步电机控制系统平台,编写相应的DSP软件实验程序。相关算法的仿真和实验结果表明,本文所提控制策略具有可行性和有效性。