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自德国学者Holtz在二十世纪七十年代首次提出NPC(Neutral-Point-Clamped,中点钳位型)三电平逆变电路,关于NPC逆变电路的研究文献层出不穷。其中,三电平电路因其使用的开关器件数量较多,故而增加发生各种故障的概率,影响系统可靠性,更有甚者,可能会发生系统停止工作的情况。为了避免这种情况的出现,众多研究多电平逆变器的学者将关注点放在了对逆变器的容错控制之上。多年来,广大学者围绕ESTPI(Eight-Switch Three-Phase Inverter,三相八开关逆变器)拓扑和三相十六开关逆变器拓扑这两种容错拓扑结构进行了大量研究。其中,结构更加简单、成本更加低廉地ESTPI得到更广泛的关注与研究。在材料技术的飞快发展之下,制造维护成本低、结构简单、控制性能良好的PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor,永磁同步电机)已经成功得到电力传动领域的广泛重视。在科学与技术光速发展的今天,各专家学者将研究的重点聚焦在了PMSM的控制电路与控制策略之上,现代控制理论因其控制的先进性和高效性已在电机领域得到广泛应用,其中包括VC(Vctor Control,矢量控制)、自适应控制、SMC(Sliding Model Control,滑模变结构控制)以及ADRC(Active Disturbance Rejection Control,自抗扰控制)等。FCS-MPC(Finite Control Set Model Predictive Control,有限控制集模型预测控制)作为一种优化控制方法在最近几年已成为众多专家学者的重点研究对象。FCS-MPC方法可以分为两种:预测电流的MPCC(Model Predictive Current Control,模型预测电流控制)和预测电磁转矩的MPTC(Model Predictive Torque Control,模型预测转矩控制)。本文主要采用MPTC控制策略对ESTPI驱动PMSM系统进行控制。本次课题将从以下几个部分进行研究:(1)对PMSM不同控制策略以及三相逆变器不同容错方法进行比较分析,并简述PMSM的基本数学模型、各坐标之间的变换方法及MPTC控制的基本方法原理,为后续研究提供重要理论基础。(2)针对ESTPI驱动PMSM系统,通过设计基于反双曲正弦函数的ADRC转速调节器取代传统PI转速调节器来实现对系统转速的控制,进而增强系统的控制性能及鲁棒性。采用MARS(Model Reference Adaptive System,模型参考自适应系统)观测器对控制系统的转速信息进行跟踪观测,实现PMSM系统的无速度传感器控制。(3)分析SMC原理,针对常规SMO(Sliding Model Observer,滑模观测器)中滑模控制率对控制系统的影响问题,以改进趋近率为优化方法来设计PMSM系统MPTC控制策略滑模磁链观测器,构建基于滑模磁链观测器的ESTPI驱动PMSM MPTC控制系统。