永磁同步电机因其功率密度高、转动惯量小和效率高等优点,在伺服驱动系统、城轨交通等诸多领域拥有了广泛的应用前景。但复杂多变的工况运行条件,对电机的控制性能提出了更高的要求。随着微处理器技术迅速发展,模型预测控制作为一种原理简单、便于实现、同时可以处理系统非线性、多约束问题的控制算法受到重视,成为了电机控制领域研究的热点。目前,模型预测控制存在参数鲁棒性差、电流纹波大和约束条件缺乏灵活性等方面的问题。本文围绕此背景,对模型预测控制在永磁同步电机调速方面进行了一系列研究。本文首先介绍永磁同步电机的分类方式及其对应的特点。围绕表贴式永磁同步电机,在同步旋转坐标系下对其进行了数学建模与分析。然后介绍了传统矢量控制策略以及空间矢量脉宽调制技术,在此基础上引入电流环的前馈解耦策略,验证了其较好的解耦效果和动态性能。为了进一步提升控制系统的动态性能,采用了模型预测电流控制。将同步旋转坐标系下的电机数学模型,结合一阶欧拉离散法推导出电流预测模型。但是电流预测模型对系统模型参数的精确度依赖高,模型参数的失配会增大预测误差,恶化电机的控制性能。针对参数失配的问题,推导了预测误差与模型参数变化之间的关系,并提出了一种基于预测误差校正的模型预测电流控制方法。将预测误差转换为预测模型的校正项进行实时在线校正,可在模型参数失配的情况下保证预测控制的效果,增强了控制系统的参数鲁棒性。针对传统基于有限集模型预测控制的共模电压抑制方法会导致的电流纹波大、控制不灵活的问题,本文提出了一种基于电压矢量的共模电压抑制方法。通过引入抑制系数将传统空间电压矢量分布图重新进行划分,可根据电机处于不同的工况条件调节平衡共模电压抑制程度和电流纹波大小,提高了控制的灵活性。在此基础上,针对其中由于单矢量预测控制所造成的电流纹波大的问题,又提出了一种快速双矢量控制。只需一次在线寻优即可直接选出最优的双矢量组合,不仅可以进一步降低输出电流纹波,而且减少了控制器的计算压力。最后,搭建了永磁同步电机实验平台,包括功率主电路、控制电路和驱动电路等。并在此实验平台上,对所提的电机控制算法进行了实验验证,实验结果很好地证明控制算法的有效性。