随着电力电子技术的发展和交流电机变频调速技术的日趋成熟,船舶交流电力推进系统取得了快速的发展,并逐渐发展为重要的研究方向。注意到船舶推进电机工作环境的多样性与复杂性,以及较大的负载转矩扰动等,这都不利于电力推进船舶航行的稳定性和安全性。为了补偿和消除负载转矩扰动对电力推进控制系统的影响,提高系统的抗负载扰动能力和鲁棒性能,本文研究了基于负载转矩观测器的船舶推进电机控制系统。首先,本文分析了船舶电力推进、交流电机变频调速技术和永磁同步电机抗负载扰动的研究现状和发展趋势。进而,研究了船舶推进永磁同步电机矢量控制和滑模控制的基本原理。其次,针对采用传统PI转速调节器的永磁同步电机矢量控制系统抗负载扰动能力差的问题,本文设计了基于负载转矩观测器的滑模转速控制器,取代了传统PI转速调节器,从而提高了该控制系统的抗负载扰动能力。并且,分别针对控制系统空载、突加和突减负载情况,进行了大量仿真研究和比较分析,验证了上述方法的有效性和优越性。进而,本文提出了一种采用滑模转速控制器和滑模负载转矩观测器的永磁同步电机矢量控制系统双滑模控制策略。滑模负载转矩观测器的观测值作为输入量反馈到滑模转速控制器中,减小了滑模转速控制器不连续项的幅值,从而有效抑制了滑模抖振现象,提高了控制系统的动态鲁棒性能和抗负载扰动能力。最后,将所提出的基于负载转矩观测器的滑模转速控制策略应用到了船舶推进永磁同步电机控制系统中,分别在恒转速恒负载转矩、负载转矩扰动条件下和螺旋桨负载条件下进行了仿真分析,结果验证了本文提出控制策略的可行性和优越性。