永磁同步电机（PMSM）因高效率与高性能，已广泛应用于新能源汽车与高端伺服等场景。现有全速域控制多采用分区思路，将最大转矩每安培（MTPA）、弱磁（FW）与最大转矩每电压（MTPV）分别设计，并依赖大量离线标定构建查找表（LUT）以确定电流最优运行点。此类方法对标定质量高度敏感，不同机型差异及长期运行导致的参数漂移会引起最优点迁移，难以长期保持精确且鲁棒的控制效果。

近日，中国科学院海西研究院泉州装备制造研究中心汪凤翔课题组联合德国慕尼黑工业大学提出一种鲁棒统一的全速域控制技术：基于PMSM电磁特性，将MTPA/FW/MTPV求解要点提炼为单一统一优化问题；针对电流、电压等工程硬约束，引入可微障碍函数实现约束的内嵌化处理，使得每个控制周期仅通过一条单步迭代递推方程即可给出d–q轴电流参考，实现从基速到弱磁乃至MTPV区域的自洽最优控制。为抑制磁饱和等因素导致的模型失配，进一步构建滚动时域估计进行在线参数校正，实现对电感等关键参数的高精度跟踪并提升模型一致性。该技术不依赖离线查表，单步迭代即可快速收敛，实验中约0.7 ms即达到最优解附近。

图1. 所提技术在MTPA区（左）与FW区（右）输出结果。

图2. 所提技术全速域最优参考电流输出结果（零速到最高速）。

所提统一策略工程可实施性良好，已在TMS320F28379D平台完成起步加速、负载阶跃与弱磁区间等典型工况验证；结果表明，在稳态电流品质与转矩波动等指标上表现优异，且以极低实现复杂度满足全速域高性能控制需求。该策略摆脱大规模LUT预实验与分段切换难题，适用于车用电驱等对实时性与鲁棒性要求高的场景；并可与电流控制策略协同，在不额外注入信号的前提下提供充分激励，边运行边校模，支撑全速域效率与性能的持续优化。

相关研究成果以“A Robust Unified Strategy for Maximum Torque Per Ampere and Field Weakening in Permanent Magnet Synchronous Motor”为题，发表在IEEE Transactions on Power Electronics期刊。中国科学院海西研究院泉州装备制造研究中心汪凤翔研究员为本文通讯作者，泉州装备制造研究中心与德国慕尼黑工业大学联合培养博士生左昆昆为本文第一作者。该研究获得国家自然科学基金、福建省科技计划、泉州市科技计划以及中国福建光电信息科学与技术创新实验室（闽都创新实验室）基金等项目资助。

论文链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10423268

（汪凤翔课题组供稿）