孙振耀徐帅任冠州马光同池茂儒 · 中国电机工程学报 · 2025年2月 · Vol.45

有限集模型预测控制因其多目标多约束特性及优良动态性能，在大功率牵引传动中备受关注。针对轨道车辆牵引电机调速范围宽、高速弱磁区需最大化直流母线电压利用率的问题，传统方法在过调制下电流跟踪性能下降，难以实现方波运行。为此，提出一种双模式模型预测控制策略：在线性速域采用单步长预测控制，在高速弱磁域引入多步长预测，基于电流轨迹平均值构建目标函数以确定最优换流时刻；结合双滞环结构实现模式平滑切换，并建立前馈弱磁控制模型生成参考电流。实验结果验证了该策略在稳态与暂态下的有效性。

解读: 该双模式模型预测控制策略对阳光电源电机驱动产品线具有重要应用价值。其全速域控制思想可直接应用于新能源汽车电机控制器和充电桩功率模块：单步长预测保证常规工况动态响应，多步长预测实现过调制区电压利用率最大化，解决弱磁区控制难题。该策略的双滞环平滑切换机制可借鉴到ST储能变流器的GFM/GFL双模式切换中...