1.一种计及占空比约束的永磁同步电机三矢量模型预测磁链控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：由电流传感器获取三相电流ia、ib、ic并由编码器获取电机电角度θe及电角速度ωe，并利用Clark/Park变换计算定子电流dq轴分量id、iq；

步骤2：由转速环PI控制器输出得到电磁转矩的参考值

步骤3：获取k时刻磁链测量值ψs(k)与d轴的夹角δ(k)，以及ψs(k)与(k+1)时刻磁链参考值之间的增量角Δδ(k+1)；

步骤4：获取(k+1)时刻参考电压矢量αβ轴的分量 并确定参考电压矢量所在扇区，选出组成该扇区的两个有源电压矢量；

步骤5：获取(k+1)时刻磁链参考值dq轴的分量

步骤6：获取(k+1)时刻磁链预测值dq轴的分量ψd(k+1)、ψq(k+1)；

步骤7：计算价值函数值，选取最优电压矢量和次最优电压矢量；

步骤8：以磁链误差最小为目标，构建乘子罚函数计算各个电压矢量的占空比；

所述步骤7中，由公式(20)定义dq轴磁链参考值与预测值的误差Ed(ui,d)、Eq(ui,q)：式中，ui,d表示有源电压矢量ui的d轴分量，ui,q表示有源电压矢量ui的q轴分量，i∈{1,

2,3,4,5,6}；

构建如式(21)所示的价值函数：

通过步骤4确定扇区后，备选电压矢量由原来的七个电压矢量减少到两个，在误差函数计算时，仅需要计算两个电压矢量对应的磁链误差，将使得价值函数最小的电压矢量记为uopt以及使得价值函数次最小的电压矢量记为usub，即得到最优电压矢量和次最优电压矢量；

所述步骤8中：设u1为最优电压矢量uopt，作用时间为t1，u2为次最优电压矢量usub，作用时间为t2，u0为零矢量，作用时间为t0；首先计算出u0、u1和u2单独作用下的dq轴预测磁链值，再计算出相应的dq轴磁链参考值与预测值的误差：Ed(u0,d)、Eq(u0,q)、Ed(u1,d)、Eq(u1,q)、Ed(u2,d)及Eq(u2,q)，通过调制u0、u1和u2三个电压矢量，使得如式(22)所示的误差函数最小；

2 2 2

f(t)＝g0t0+g1t1+g2t2 ,(0＜t0＜Ts,0＜t1＜Ts,0＜t2＜Ts,t0+t1+t2＝Ts) (22)式中，Ts为采样时间，参数g0，g1及g2由式(23)给出：问题进一步转化为在0

令 求得如式(25)所示的minL(t,σk,γk)的最优解，设最优解为：t；

式中参数D，D0，D1及D2如公式(26)所示：

其中参数n，m的表达式如公式(27)所示：

‑6 ‑6

若此时|f(t)|<1e ，则迭代终止，此时t为f(t)的近似最优解；若|f(t)|>1e ，则按照式‑6(28)所示的乘子迭代公式进行迭代，直到满足迭代终止条件|f(t)|<1e ；

γk+1＝γk‑σk(t0+t1+t2‑Ts) (28)

由此计算出的占空比d0，d1，d2的表达式如式(29)所示：

2.根据权利要求1所述的一种计及占空比约束的永磁同步电机三矢量模型预测磁链控制方法，其特征在于，所述步骤1中，由公式(1)获得电机电角速度ωe，经公式(2)的Clark变换后得到定子电流αβ轴的分量iα、iβ，再经公式(3)的Park变换后得到定子电流的dq轴分量id、iq；

3.根据权利要求1所述的一种计及占空比约束的永磁同步电机三矢量模型预测磁链控制方法，其特征在于，所述步骤3中，首先根据式(4)获取k时刻dq轴的磁链分量ψd(k)、ψq(k)，接着通过公式(5)获取k时刻αβ轴的磁链分量ψα(k)、ψβ(k)，再由公式(6)获取k时刻磁链测量值ψs(k)与α轴的夹角θs，然后通过公式(7)获取k时刻磁链测量值ψs(k)与d轴的夹角δ(k)；将式(8)所示的dq轴定子磁链方程代入公式(9)所示的电磁转矩Te方程后对δ求导，得到如式(10)所示的电磁转矩微分方程，再结合一阶欧拉公式由公式(10)推导出如公式(11)所示的增量角Δδ(k+1)：δ(k)＝θs‑θe (7)

其中，Ld、Lq分别是dq轴电感分量，ψf表示永磁体磁链，id(k)、iq(k)分别为k时刻定子电流dq轴分量，np表示电机极对数，Te(k)表示k时刻电磁转矩测量值，dTe(k)/dδ(k)表示k时刻转矩Te(k)对δ(k)角的导数。

4.根据权利要求1所述的一种计及占空比约束的永磁同步电机三矢量模型预测磁链控制方法，其特征在于，所述步骤4中，首先由公式(12)得到(k+1)时刻电压参考值αβ轴的分量再由公式(13)和公式(14)得到(k+1)时刻参考电压矢量与α轴的夹角最后由公式(15)所示的取整函数判断参考电压矢量所在扇区：

其中， 为定子磁链的参考值，θs为k时刻磁链测量值ψs(k)与α轴的夹角，Ts为采样时间；Rs为定子电阻；iα(k)、iβ(k)为k时刻定子电流的αβ轴分量测量值；

其中j∈{1,2,3,4,5,6}，对应六个扇区；当j＝1时，选取的两个有源矢量为u4、u6；当j＝

2时，选取的两个有源矢量为u6、u2；当j＝3时，选取的两个有源矢量为u2、u3；当j＝4时，选取的两个有源矢量为u3、u1；当j＝5时，选取的两个有源矢量为u1、u5；当j＝6时，选取的两个有源矢量为u5、u4。

5.根据权利要求1所述的一种计及占空比约束的永磁同步电机三矢量模型预测磁链控ref制方法，其特征在于，所述步骤5中，首先根据公式(16)得到(k+1)时刻的磁链参考角δ ，将公式(16)代入公式(17)后，得到如式(17)所示的(k+1)时刻磁链参考值dq轴的分量refδ ＝δ(k)+Δδ(k+1) (16)

其中， 为定子磁链的参考值。

6.根据权利要求1所述的一种计及占空比约束的永磁同步电机三矢量模型预测磁链控制方法，其特征在于，所述步骤6中，由步骤4筛选出的电压矢量通过公式(18)、(19)得到(k+

1)时刻dq轴磁链预测值ψd(k+1)、ψq(k+1)：

式中，id(k+1)、iq(k+1)为(k+1)时刻预测定子电流的dq轴分量，Rs为定子电阻，Ts为采样时间，Ld、Lq分别是dq轴电感分量，id(k)、iq(k)分别为k时刻定子电流dq轴分量，ud(k)、uq(k)为k时刻电压矢量dq轴分量，ψf表示永磁体磁链。