原书前言

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，以实现最优电压矢量的选择，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。

本书是国内第一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