由于永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)具有功率密度高、转矩密度高、效率高等优良特性,并且随着稀土永磁材料性能的提高、成本的降低以及电力电子技术的快速发展,使得PMSM在电动汽车、风力发电、轨道交通等领域得到了广泛关注。但是PMSM工作的环境比较恶劣,如高温、潮湿等环境下,往往会导致PMSM发生故障。驱动系统开路故障是PMSM驱动系统中一种常见的故障,若不能及时地监测到该种故障,很可能会导致电机系统的二次故障,甚至导致更大的经济损失。因此,对PMSM驱动系统进行故障诊断研究有着重大的科学意义和经济效益。而传统的电机驱动系统开路故障诊断方法虽然较为成熟,但对设备安装要求高、系统复杂,导致了成本增加。因此,研究一种新的、易操作的、节约成本的电机驱动系统开路故障诊断方法具有重要意义。近年来,模型预测控制技术因其结构简单、动态性能优越,在电机驱动和控制领域被广泛应用。模型预测控制就是根据系统当前状态和数学模型预测出系统未来的状态,再根据期望值进行在线寻优的控制算法。现阶段,对基于常规控制(如矢量控制,直接转矩控制等)的PMSM系统故障诊断已经进行了大量的研究。但是对基于模型预测控制的PMSM驱动系统开路故障诊断缺乏足够的重视和研究。于是本文就以三相表贴式PMSM为研究对象,以及时发现、诊断、排除电机故障为研究目标,达到提高电机稳定运行时间,保证社会正常生产生活的目的,进行了基于模型预测控制的PMSM驱动系统开路故障诊断研究。为此,本课题提出了一种基于模型预测控制的PMSM驱动系统开路故障诊断方法。该方法是基于PMSM模型预测控制系统中独有的价值函数特征量,利用空间调制剖面技术来创建价值函数表格,通过比对故障情况下价值函数的幅值与存储在表中的阈值,从而快速实现PMSM驱动系统开路故障诊断。本课题的主要研究内容如下:(1)简要阐述PMSM结构、工作原理和数学模型,在此基础上研究模型预测电流控制原理,并在Matlab/Simulink环境下搭建基于模型预测电流控制的PMSM系统仿真模型。(2)研究开路故障类型、机理以及开路故障对电机定子电流、转速、转矩、价值函数等信号的影响。(3)在模型预测电流控制方式下,研究开路故障对价值函数的影响规律,并将价值函数用于开路故障诊断。搭建仿真模型,验证该诊断方法的有效性。(4)搭建永磁同步电机驱动系统实验平台,进一步验证提出的故障诊断方法。