1.3 本书主要内容

第1章阐述了本书内容的研究背景及意义，并对绕组开路电机及其控制的重要性进行了介绍。随后简要概述了目前常用的绕组开路电机控制策略，包括矢量控制、直接转矩控制与模型预测控制。

第2章以绕组开路永磁同步电机系统为例介绍了其在三相静止坐标系和两相旋转坐标系下的数学模型，主要包括电压方程、磁链方程、转矩方程等，为后文模型的分析，以及控制策略的原理阐述与研究提供了模型基础。

第3章以共直流母线型单边可控OW-PMSG系统为对象进行了控制策略研究。首先分析了共直流母线型单边可控OW-PMSG结构拓扑特点。其次，为解决OW-PMSG传统矢量控制方法中PI参数复杂不易调节、动态响应较慢等问题，开发了基于零序电流抑制的OW-PMSG MPC方法。以此为基础，进一步提出基于零序电流抑制的可控变流器侧三维空间矢量模型预测控制（MPCC-Ⅰ）和基于不控整流器侧电压矢量调整的零序电流抑制策略（MPCC-Ⅱ），并对其控制性能进行仿真和实验验证。

第4章研究了MPCC方法在共直流母线型双边可控OW-PMSG系统中的应用。首先，为减小传统零序电流抑制方法的计算负荷，给出了两种基于参考电压矢量位置的快速矢量选择方法，并通过仿真和实验验证了所提方法的正确性和可行性。

第5章研究了一种基于空间矢量划分选择的模型预测全转矩控制方法。通过引入全转矩概念，消除了传统MPTC方法中的权重系数，有效避免了复杂的设计过程。此外，针对传统枚举法计算量大的问题，设计了一种矢量划分选择方法进一步简化了矢量选择过程，有效减少了系统的计算负荷，为通过增加控制频率来改善稳态性能提供了可能性。

第6章研究了一种时变周期的复合矢量MPCC方法。首先，根据OW-PMSM的数学模型给出了传统MPCC方法。其次，介绍了一种以准确合成参考电压矢量来减少电流纹波的多矢量预测控制策略。在此基础上，为减小电流纹波并有效降低开关频率，介绍了一种时变周期的复合矢量MPCC方法，并通过对实验结果的对比分析验证了所提出方法的可行性。

第7章重点介绍了OW-PMSM系统四段式模型预测控制策略，主要分为单边四段式MPCC和双边四段式MPCC。四段式的发波方式使各个周期间的切换不产生开关动作，再加上与非零矢量的合理排序，可大幅降低系统平均开关频率。单边四段式MPCC中逆变器INV1开关频率低，适用大功率场所；而双边四段式MPCC的特点是具有更优的系统稳态控制性能。

第8章介绍了一种考虑死区影响的OW-PMSM模型预测电流控制方法。首先，分析了传统单矢量MPCC方法中死区对OW-PMSM系统控制效果的影响，并总结了死区电压矢量的判断方法。以此为基础介绍了一种考虑死区影响的MPCC方法，在该方法中，逆变器2死区电压矢量的作用时间被视为一个变量，并参与整体作用时间的分配。最后，通过实验对所提方法的稳态性能、动态性能和平均开关频率进行了评估。

第9章对绕组开路永磁同步电机驱动系统故障诊断策略进行了研究。在分析故障前后逆变器工作特性的基础上，给出了一种适用于OW-PMSM系统开关器件开路故障的诊断策略，并通过仿真和实验对其进行了验证。

第10章研究了一种基于桥臂共用思想的二次容错拓扑，该拓扑可以作为传统容错拓扑运行过程中开关器件再次发生开路故障的备用二次容错运行拓扑，从而实现驱动系统一相开路容错运行状态下开关器件再次发生开路故障后的平稳运行，提高了OW-PMSM驱动系统在故障状态下容错运行的能力。此外，为进一步提升容错系统的转矩控制表现，给出了一种转矩优化策略，通过在电流幅值中注入谐波来实现系统转矩脉动的抑制。最后，利用实验对提出的二次容错拓扑及其控制策略进行了验证。