当前国内关于FSPM电机控制策略的研究大多集中于传统FOC策略，且主要面向三相电机，而关于MPC和多相FSPM电机控制的研究相对较少，特别是多相FSPM电机的容错MPC方法。本书将以此为出发点，对FSPM电机模型预测控制策略进行深入探究。为拓展该类型电机的应用领域，本书将主要从以下方面展开：首先，本书从模型预测控制出发，针对三相FSPM电机驱动系统，设计了三相FSPM电机模型预测电流控制方法和模型预测转矩控制方法。通过分析预测模型和价值函数，探索两种MPC方法之间的内在联系，并利用仿真和实验进行验证。从控制策略的角度出发，深入分析三相电机MPTC控制转矩脉动的产生原因，例如为了降低定位力矩对系统输出转矩的影响，从转矩产生的机理出发提出FSPM电机定位力矩补偿方法。本书还将补充在采用模型预测控制策略中对于开路故障的诊断。接下来本书将围绕多相FSPM电机阐述相关内容。本书以五相电机为例，继续围绕模型预测控制来探寻多相电机的控制策略。与三相FSPM电机研究相似，对多相FSPM电机的开路故障容错的模型预测控制进行探究。
《节能与新能源汽车关键技术研究丛书》聚焦国家节能减排和发展战略性新兴产业的需求，瞄准国际前沿科技，服务汽车产业转型升级和国家经济建设。丛书由清华大学欧阳明高院士担任主编；作者由包含国家杰青、国家特聘专家在内的国内外一流学者亲自领衔执笔，他们是国内外新能源汽车研究领域*高水平的代表，具有较高的权威性。著作内容为作者承担国家重点研究项目成果的结晶，原创性强、学术水平高、体现自主知识产权。具有较高的学术价值、出版价值和产业应用价值。
电动汽车技术发展日新月异，国内外各大汽车厂商都推出了电动汽车新产品，许多造车新势力也蓬勃发展，推出了各具特色的电动汽车，而电动汽车技术的发展对电机驱动技术提出了新的挑战。与此同时，随着先进控制理论不断发展，线性控制、非线性控制、智能控制以及模型预测控制等先进控制方法在电机驱动领域中得到了广泛应用，大幅提高了电机的控制性能。相对于其他控制方法，模型预测控制具有概念直观、易于理解，能够提高系统响应速度，能够处理含有约束条件的多变量非线性控制问题，能够实现多目标优化，能够考虑变换器的开关特性等优点，从而成为电机控制研究的热点和主要的发展方向。为了更好地适应技术发展和电动汽车对可靠性的需求，本书介绍了模型预测控制技术在电动汽车驱动系统中的应用情况。本书共有七章，第1章为电动汽车概述，第2章介绍永磁电机驱动系统，第3章至第5章主要介绍三相永磁电机模型预测控制技术，其中第3章介绍三相磁通切换永磁电机模型预测控制，第4章介绍基于转矩脉动抑制的模型预测控制，第5章介绍基于预测模型的开路故障诊断；第6章和第7章以五相永磁电机为例介绍多相电机在高可靠电机驱动系统中的应用，其中第6章介绍多相磁通切换永磁电机模型预测控制，第7章介绍开路故障容错模型预测控制。本书由东南大学花为提出总体撰写思路和提纲，并为全书统稿，江南大学黄文涛承担了主要撰写工作。此外，陈富扬起草了6.4节基于电压矢量优化的改进型模型预测控制的初稿，夏卫国起草了6.5节参数敏感性及系统稳定性分析和6.6节电流静差消除算法的初稿。由于电动汽车用永磁电机模型预测控制技术仍处于发展阶段，加上作者水平有限，书中难免有不完善和错误之处，敬请各位专家和读者批评指正。
花为，工学博士，东南大学首席教授，博士生导师，国家杰出青年科学基金项目、优秀青年科学基金项目获得者，曾获科技部中青年科技创新领军人才、中组部万人计划科技创新领军人才荣誉和青年长江学者称号。主持国家重点研发计划项目、国家自然科学基金重点项目、国防科技基础加强计划173研究项目课题和装备预研项目、慧眼行动项目等。发表论文被SCI收录200余篇，出版*教材1部，授权发明专利100余件。获国家技术发明奖二等奖、*自然科学一等奖、江苏省科学技术一等奖、中国电工技术学会科学技术奖一等奖、机械工业科学技术奖一等奖、中国专利优秀奖等。
第1章电动汽车概述1
1.1电动汽车的主要特点和发展方向2
1.1.1电动汽车的主要特点2
1.1.2电动汽车的发展方向6
1.2电动汽车关键技术7
本章参考文献10
第2章永磁电机驱动系统12
2.1研究背景及意义12
2.2磁通切换永磁电机13
2.2.1三相系统14
2.2.2多相系统15
2.3控制策略概述16
2.3.1传统三相永磁同步电机控制16
2.3.2多相永磁同步电机控制21
本章参考文献26
第3章三相磁通切换永磁电机模型预测控制33
3.1三相磁通切换永磁电机驱动系统33
3.1.1电机结构与特性33
3.1.2逆变器状态37
3.1.3数学模型39
3.2模型预测电流控制41
3.2.1预测电流控制41
3.2.2价值函数42
3.2.3延时补偿42
3.3模型预测转矩控制45
3.3.1预测转矩与磁链模型46
3.3.2价值函数46
3.3.3MPCC与MPTC的联系48
3.4仿真分析48
3.5实验验证53
3.5.1硬件平台53
3.5.2稳态测试55
3.5.3动态测试56
3.6本章小结58
本章参考文献58
第4章基于转矩脉动抑制的模型预测控制59
4.1定位力矩补偿的模型预测电流控制60
4.1.1谐波电流补偿60
4.1.2迭代学习控制62
4.1.3实验验证63
4.2基于矢量合成的模型预测转矩控制66
4.2.1矢量筛选与定子磁链参考计算67
4.2.2预测模型70
4.2.3实验验证70
4.3本章小结74
本章参考文献75
第5章基于预测模型的开路故障诊断76
5.1故障诊断概述76
5.2基于信号的故障诊断77
5.2.1故障分析77
5.2.2算法设计81
5.2.3实验验证86
5.3基于混合模型的故障诊断92
5.3.1模型构建92
5.3.2算法设计95
5.3.3仿真分析100
5.3.4实验验证101
5.4本章小结105
本章参考文献106
第6章多相磁通切换永磁电机模型预测控制109
6.1多相电机控制概述109
6.2五相磁通切换永磁电机驱动系统110
6.2.1电机结构110
6.2.2数学模型113
6.3五相FSPM电机模型预测控制118
6.3.1预测模型118
6.3.2价值函数119
6.3.3控制延迟补偿120
6.3.4系统框图121
6.3.5仿真结果122
6.4基于电压矢量优化的改进型模型预测控制123
6.4.1单矢量优化123
6.4.2双矢量优化127
6.4.3多矢量优化135
6.4.4实验验证136
6.4.5方法对比与分析142
6.5参数敏感性及系统稳定性分析142
6.5.1常规MPCC算法敏感性分析143
6.5.2DBMPCC算法参数敏感性及系统稳定性分析147
6.6电流静差消除算法155
6.6.1基于积分法的IDBMPCC算法155
6.6.2基于龙伯格观测器的RDBMPCC算法164
6.6.3算法验证176
6.7本章小结185
本章参考文献186
第7章开路故障容错模型预测控制189
7.1多相电机容错模型预测控制概述189
7.2开路故障的五相磁通切换电机系统190
7.2.1矢量空间分解190
7.2.2数学模型193
7.3计及谐波约束的容错模型预测转矩控制201
7.3.1预测模型202
7.3.2价值函数203
7.3.3矢量筛选204
7.3.4实验验证206
7.4基于空间矢量调制的容错模型预测转矩控制216
7.4.1常规SVPWM216
7.4.2改进SVPWM217
7.4.3预测模型221
7.4.4占空比生成223
7.4.5实验验证224
7.5本章小结231
本章参考文献231
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