В последние годы проявляется большой интерес к электроприводам на основе двигателей с постоянными магнитами (PMSM – Permanent Magnet Synchronous Machine). В зависимости от расположения магнитов PMSM делятся на двигатели с магнитами, расположенными на поверхности ротора (SPMSM – Surface Permanent Magnet Synchronous Machine) и внутри его (IPMSM – Interior PMSM). Двигатель с поверхностными магнитами является неявнополюсным, т. к. магнитные проницаемости воздуха и постоянных магнитов практически одинаковы, вследствие чего SPMSM имеет симметричную магнитную систему. Углубление магнитов в ротор приводит к повышению механической прочности ротора, что позволяет работать на высоких скоростях. При этом, вследствие неравномерности воздушного зазора, возникает электромагнитная асимметрия (т. е. индуктивности по продольной и поперечной осям становятся разными). Асимметрия делает двигатель явнополюсным. Это приводит к появлению, наряду с основной составляющей момента, дополнительной реактивной составляющей, за счет использования которой можно получить большие отношения мощность/вес, момент/ток, момент/ напряжение, чем в SPMSM.
При управлении скоростью IPMSM различают три диапазона регулирования скорости, в каждом из которых используются различные алгоритмы управления. Наибольшей сложностью при структурной реализации таких систем является организация переключения управления с одного алгоритма на другой при обеспечении ограничений на ток и напряжение статора.
Анализ литературных источников [1–11] на тему оптимального управления IPMSM показал, что в части работ предлагаются слишком сложные решения, требующие реализации алгоритмов с большим количеством ветвлений и решением в реальном времени алгебраических уравнений [10], а также поисковых алгоритмов [7]. Во многих работах [3–6] проблема решается путем использования предварительно рассчитанных объемных двухмерных таблиц и организации поиска в них путем интерполирования или аппроксимации. Многие авторы [2, 3, 5] вставляют в систему управления дополнительный контур напряжения и (или) дополнительный контур момента, которые затрудняют настройку и снижают быстродействие системы. В более простых системах либо ухудшается качество переходных процессов, либо не обеспечивается ограничение напряжения статора. Часто в публикациях приводится недостаточно информации для проверки и реализации заложенных в них идей.