1.2 永磁同步电机控制技术概述

电力电子技术与电机控制技术互相促进使二者都得到了长足的发展，作为该领域的研究热点，多种适用于永磁同步电机的控制方式已经被广泛应用到工业领域，例如矢量控制（也称为磁场定向控制）（Field Oriented Control，FOC）[13]和直接转矩控制（Direct Torque Control，DTC）[14]。

在19世纪70年代，FOC被提出并用于交流电机调速控制，该控制方式参照直流电机的控制模式，将定子电流分解到直轴和交轴上，对其进行解耦，等效于直流电机中的励磁电流和电枢电流；然后对交直轴上的电流分别进行控制，进而达到控制电机磁通和转矩的效果，实现磁场定向控制[15]。FOC一般分别对交直轴上的电流和电机转速进行控制，构成双闭环的控制结构，控制准确度高，稳态性能好，但动态响应稍慢。随后FOC被引入到PMSM的调速控制中，对PMSM控制技术的发展具有重要的意义，目前已经成为工业领域应用最广泛的控制技术之一[16]。

在FOC被提出的十几年后，DTC这一项新的电机控制技术出现在研究者的视野中[17]。不同于FOC，DTC通过磁链与转矩之间的关系，采用滞环比较器直接对电机转矩进行控制。因为DTC不涉及坐标变换和动态解耦的过程，结构和算法更为简单，并且能够获得良好的动态性能，但控制过程中转矩脉动较大，稳态性能不如FOC[18，19]。

由于PMSM控制系统是一个强耦合的非线性系统，以上方法并不能满足一些高性能特殊场合的控制要求。因此在FOC和DTC的基础上，一些先进控制策略被提出并应用于高性能PMSM驱动系统，例如滑模控制、自抗扰控制、自适应控制、模糊控制、模型预测控制（Model Predictive Control, MPC）等。