永磁同步电机以其高功率密度、高可靠性、结构简单以及重量轻等优点被广泛应用于工业、军事、航天等多种领域。但永磁同步电机是一个多变量、强耦合的非线性系统,且会受到外界环境不确定性因素的影响,为提高永磁同步电机的控制性能,将滑模变结构控制理论延伸到电机控制领域。本文基于二阶滑模算法和扰动观测技术,研究了永磁同步电机的控制问题。具体内容包括:(1)在旋转坐标系下构建了永磁同步电机的数学模型,针对传统一阶滑模控制中存在的“抖振”问题,对电机转速环提出了一类新的二阶滑模控制器。该控制器采用非负函数限制系统的不确定性,保留了传统滑模算法鲁棒性强、对外界干扰不敏感的优点,且有效削弱了“抖振”现象。在MATLAB/Simulink中搭建永磁同步电机矢量控制模型,仿真结果充分表明了提出的二阶滑模控制器具有可行性和有效性。(2)针对负载扰动会影响永磁同步电机控制性能的问题,提出了一种新型扰动观测器。通过构建辅助系统,仅利用控制输入和输出变量的信息来估计非线性系统的扰动。将提出的二阶滑模控制器与扰动观测器相结合形成复合控制,通过扰动观测器观测系统的负载扰动,将其产生的转矩电流作为转速环的前馈补偿,实现扰动抑制。仿真结果充分表明了提出的基于新型扰动观测器的永磁同步电机复合控制方法具有可行性和有效性。(3)结合TI公司生产的TMS320F28335型DSP控制芯片,提出了具体的软硬件实现方案。实验平台中硬件设计主要包括电源电路、IPM驱动电路、电流电压检测电路和保护电路等模块的设计;软件设计主要包括主程序和中断服务程序的设计。基于上述条件,以CCS6.0软件为开发环境,采用C语言为主、汇编语言为辅的混合编程方式,依据相关硬件电路,编写永磁同步电机矢量控制的软件程序。通过不同算法进行实验测试,实验结果充分证明了实验平台设计方案的可行性和所提控制算法的有效性。