为了提高永磁无刷直流电机的控制性能,本论文从无刷直流电机控制策略的优化方面进行了深入研究,研究的的重点包括:(1)无刷电机的主要工作原理和数学模型;(2)围绕永磁无刷直流电机的直接转矩控制方式展开研究分析;(3)对无刷电机直接转矩控制(BLDCM DTC)中的定子磁链给定方式研究分析;(4)采用滑模变结构(SMC)代替PI控制实现新的转矩给定方案。具体内容如下:1、简要说明了BLDCM的基本特点和发展趋势,并阐述了BLDCM DTC策略的特点及其发展,对电机主要的先进控制算法进行详细的介绍和对比分析。2、对永磁无刷电机的基本原理进行了分析,在此基础上给出了基于理想化电机数学模型。就无刷电机最突出的广受关注的脉动问题和目前几种比较流行的控制系统进行了分析,为后文无刷电机的控制系统设计提供论据。3、介绍了直接转矩控制(DTC)的基本思想及其在BLDCM中的应用。对无刷电机直接转矩控制系统的基本原理和几大主要模块进行分析研究,在此基础上进行建模仿真结果分析。仿真结果证明了BLDCM DTC系统的优良动静态性能,但在转矩脉动以及鲁棒性等动静态性能上仍有提升的空间。4、提出了一种新型定子磁链幅值给定方法,并与传统的磁链给定方式进行对比分析和仿真建模分析。对比研究发现,基于新型定子磁链幅值给定的BLDCM DTC对转矩脉动的抑制以及动态响应性能上均具有较为明显的优势。此外,新型磁链给定方式下的电枢磁链轨迹能够动态地反应转矩的变动情况,有利于对系统仿真结果的分析。5、将滑模变结构代替传统PI控制应用于BLDCM-DTC中的转矩给定模块。分析了基于传统线性滑模面和指数趋近率下的滑模控制方式,在此基础上设计出基于非线性的积分滑模面和混合型趋近率的滑模控制方式,并进行了趋近时间和抖振分析。对建模和仿真进行分析研究,结果表明:本章提出的基于滑模变结构的转矩给定方案在控制的整个动静态性能上均优于传统的PI控制。