毕业论文课题相关文献综述
一．文献综述
能源一直是人类赖以生存的物质基础，环顾当今世界，能源越来越成为世界经济发展的支柱。在现代生活中电能是应用最为广泛的能源之一，而在电能产生和使用过程中，电机起到了机电转换的关键作用。电机种类繁多，大致可以分为直流电机和交流电机，交流电机按照其结构和工作原理又可分为交流同步电机和交流异步电机。
模型预测控制(Model based predictive con-trol, MPC)[1]是一种基于模型的优化控制技术, 其突出特点是能够在线处理系统输入-输出和状态约束,并已广泛应用于炼油、化工、电力、造纸、冶金、食品加工等复杂工业过程控制中, 是当今过程控制的主流方法。相比而言, 模型预测控制在电机控制中的应用并不广泛, 其原因在于永磁电机控制是典型的快过程控制, 采样时间是毫秒级, 且系统具有强非线性。近年来, 国内外许多学者采用简化方法将MPC 方法应用于永磁同步电机控制中。文献[2]将非线性永磁同步电机模型进行输入-输出线性化。文献[3]采用了线性永磁同步电机模型. 文献[4]将非线性永磁同步电机模型在局域点线性化。这些近似方法的共同目的就是在运用MPC时, 避免求解非线性约束优化问题, 降低在线计算量, 但没有充分考虑由此带来的近似和约束非线性问题。
由于高效率、高功率密度、无碳刷等优点，永磁同步电机(Permanent Magnet SynchronousMotor,PMSM)在高性能伺服场合获得了广泛应用[5]。数控加工中心、工业机器人驱动等应用领域，一般要求有快速的电磁转矩响应以保证整个系统的高动态性能，因此，与电磁转矩直接相关的电流内环动态特性已成为衡量伺服性能最重要的指标之一。
永磁同步电机电流环的控制方法主要有滞环控制、滑模变结构控制、PI 调节器、预测控制等。滞环控制响应快速，但这种bang-bang控制方式存在纹波大、开关频率不固定等缺陷，不适用于高性能控制场合。滑模变结构也存在类似的抖振问题[6-8]。
PI 调节器结构简单、稳定可靠，目前在伺服系统中应用最为广泛。PI 调节器原理上是一种线性调节器，提高比例增益可以提高系统动态性能，但过大的增益会带来噪声、超调及振荡，影响系统稳定性，实际应用中很难兼顾响应的快速性和稳定性[9]。
自动微分是一种微分技术，在给定计算一个多变量光滑函数值的程序代码后，利用自动微分可以实现有关偏导数的精确计算。
1. 永磁同步电机模型建立
永磁同步电机是一个多变量、强耦合、非线性的系统，为了方便研究主要问题，忽略铁心饱和、涡流和磁滞损耗，假设转子每相气隙磁势在空间呈正弦分布。PMSM 在同步旋转坐标系下的定子电压方程[9]为：
（1）
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