对此，这里给出一种基于预测方法的DTC策略，如图1c所示。根据k采样时刻电压电流值计算出定子磁链与转矩值，根据PMSG模型对k+1时刻的磁链与转矩值进行预测，进而选出合适的电压矢量。这样在k+1时刻，施加的电压矢量为v(k+1)，当k+2时刻到来时，使得k+2时刻的磁链与转矩值刚好达到给定，以解决由于时间延迟带来的转矩与磁链纹波较大等问题。
2．3 预测算法
    为改善由于时间延迟导致PMSG运行性能下降的问题，需在DTC中加入对转矩和磁链的预测。由式(1)可得定子磁链的预测表达式为：
   
    若能推导出isα(k+1)与isβ(k+1)，根据式(2)便可得到k+1时刻的转矩值，但由于所研究的PMSG为凸极电机，难以在α，β轴下求解电流值，鉴于此可在d，q旋转坐标系下对电流进行预测。
    PMSG在d，q旋转坐标系下的电压方程为：
   
    根据式(5)可预测k+1时刻的电流值，然后对其进行反Park变换(变换时需要转子位置信息θ，θ值由无位置传感器获得)，即可得到α，β轴
下电流的预测值，结合式(2)，(3)即可计算出k+1时刻的转矩预测值：
    Te(k+1)=3np[ψsα(k+1)isβ(k+1)-ψsβ(k+1)isα(k+1)]／2       (6)[page]

3 实验验证
    为验证基于SVM技术的PMSG预测DTC策略，搭建了一套5．5kW PMSG控制系统，如图3所示。风力机模拟平台参数：感应电机功率7．5kW；电机极对数2；齿轮箱变比17：1。PMSG参数：额定功率5．5 kW；额定线电压230 V；额定电流19．5 A；额定转速80 r·min-1；极对数8；d轴电感77．56 mH；q轴电感107．4 mH；定子电阻1．1 Ω；直流母线电压260 V；额定转矩656 N·m。使用通用变流器控制的7．5 kW感应电动机作为风力机模拟平台，通过齿轮箱降速与额定功率为5．5 kW PMSG相连。PMSG由机侧变流器实现发电控制，由于在实际风力发电系统中直流母线电压通常由网侧变流器来提供，并维持恒定，在此通过直流电源作为直流母线供电电源，并在直流母线上并联电阻Rdc作为系统负载，用来消耗PMSG发出的电能。

    图4a，b为PMSG在传统DTC和预测DTC下的稳态转矩与电流波形，其中转速为40 r·min-1，转矩给定为-350 N·m，电流有效值为7．4 A，此时PMSG输出功率为1．5 kW。可见，传统DTC下，实际转矩在给定转矩值上下波动，纹波水平约为8％，电流THD值为7．29％；预测DTC下，转矩纹波明显减小，约为给定值的4％，电流THD值为5．9％，相比于传统DTC有所改善。

    图4c，d示出PMSG在传统DTC与预测DTC下的动态响应波形，转矩均从-350 N·m阶跃至-150 N·m，同时电流值也相应地减小，预测DTC和传统DTC下响应时间分别为6．3 ms和6．5 ms，可见所提出的预测DTC策略保留了传统SVM-DTC优良的动态特性。

4 结论
    由于DTC策略在每个采样周期内均需进行数据处理，导致相应的采样与控制时间延迟，增大了转矩与磁链的控制误差。为此提出一种基于空间矢量调制技术的PMSG预测DTC策略，该方案通过对转矩和磁链的预测，可有效弥补时间延迟对系统性能的影响。实验结果表明，该预测算法可有效减小转矩纹波，同时也保留了传统空间矢量调制DTC优良的动态特性，提高了系统性能。