永磁同步电机模型预测控制序模型预测控制理论已经发展了数十载，但是鉴于电气变量的精确控制需要快速的处理速度，因此受限于数据处理器的计算能力和处理速度，模型预测控制在电机控制领域的应用在近十几年才获得长足发展。模型预测控制将驱动电机的变换器当作离散和非线性执行机构，并将变换器与电机视为整体，根据两者的离散模型及电机当前控制变量的状态，对未来时刻的电机控制变量进行预测，借助于能够体现控制目标的代价函数对基本电压矢量进行评估，从而选择电压矢量并作用于电机。该控制技术具有概念清晰、控制结构直观、易于操作与实现、具有多变量协同控制能力等诸多优势与特点，在交流电机控制领域受到了普遍关注。本书内容涵盖了永磁同步电机模型及基础、常规模型预测控制技术，以及多种永磁同步电机模型预测控制方案。本书涉及面广、内容丰富，在大量理论分析基础上配有翔实的实验结果与图表数据，便于读者快速掌握并理解所述内容，对电机控制领域的研究者、工程师、研究生十分有益。本书作者是电机驱动领域的青年学者，长期从事永磁同步电机高性能控制的研究工作，经过多年积累，这本书即将呈现在读者面前。相信本书能够为读者提供不一样的视角去认知与发掘电机驱动的魅力，同时也希望本书能进一步启发读者开阔思路，为我国电机驱动事业做出贡献。程明IEEE Fellow东南大学首席教授前言模型预测控制具有非线性约束与多变量同时控制的能力，并且结构简单易实现，近年来获得研究人员的广泛关注。在电机控制领域，相对于经典的矢量控制，模型预测控制不用考虑电流环及其 PI 参数整定，不存在带宽限制问题， 同时不需要进行脉冲宽度调制，可直接发出开关驱动信号；另一方面，模型预测控制根据当前测量值对电机未来状态变量进行预测，以实现电压矢量的选择，相比于直接转矩控制，所选的电压矢量更为准确可靠。并且模型预测控制可以将开关变换次数、零序变量抑制等问题作为约束条件或控制目标，以优化电压矢量选择，相比于矢量控制与直接转矩控制具有一定的原理性优势。在国家自然科学基金（51877002）和中国博士后科学基金（2021M690601）等项目的资助下，作者近年来在永磁同步电机模型预测控制领域开展了深入的研究，取得了一些原创科研成果，特别是突破了常规模型预测控制的默认规则与理论局限，提出了基于死区电压矢量的模型预测控制与多级串联模型预测控制的系统思想与框架，在继承常规模型预测控制优点的同时有效提升了系统整体控制表现，丰富了模型预测控制的理论体系；另外，从鲁棒性提升、矢量选择、权重因子等多个维度进一步完善了模型预测控制的理论框架。本书是国内本介绍永磁同步电机模型预测控制相关技术的专著。前三章为概述和模型预测控制基础理论，后五章为本书的重点，主要介绍了鲁棒模型预测控制、模型预测电压控制、直接速度模型预测控制、基于死区电压矢量的模型预测控制及多级串联模型预测控制等核心内容。本书由张晓光统筹撰写，在作者实验室学习与工作过的研究生侯本帅、张亮、王克勤、何一康、李毅、程昱、张文涵、赵志豪与徐驰为本书的成稿做出了很大贡献；另外，研究生闫康、白海龙、高旭、王子维、张晨光、李霁与刘峥协助作者进行了全书的校对，在此一并感谢。作者希望本书能够对致力于交流电机模型预测控制研究的科研工作者、技术工程师、研究生以及高年级本科生有所帮助。由于作者水平有限，并且电机模型预测控制理论正在经历飞速的发展过程，书中难免存在很多不准确甚至错误之处，敬请读者朋友们批评指正。张晓光2021年10月于北京
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