永磁同步电机(PMSM)的直接转矩控制(DTC)技术是继矢量控制之后又一种高性能控制技术。它摈弃了矢量控制的解耦思想,直接对电机的定子磁链和转矩进行控制,具有结构简单,控制直接,动态响应快的特点。但是作为一种新兴的控制方式,直接转矩控制存在磁链和转矩脉动严重,低速性能差的问题。本文将文针对永磁同步电机自身结构的特点,具体分析影响永磁同步电机直接转矩控制系统控制性能的原因,并提出相应的改进措施。通过研究永磁同步电机的数学模型和直接转矩控制的基本原理,建立了永磁同步电机直接转矩控制的MATLAB/Simulink仿真系统模型,仿真结果表明直接转控制技术控制永磁同步电机存在转矩和转速脉动现象。针对定子电阻变化时导致定子磁链观测误差提出了基于磁链误差定子电阻PI调节在线补偿算法;针对定子磁链纯积分模型对磁链观测的影响,提出了基于低通滤波器和磁链幅值反馈的磁链观测算法。文章分析了零电压矢量对永磁同步电机的直接转矩控制的影响,仿真结果和理论分析都证明零电压矢量可以用于永磁同步电机的直接转矩控制中,有保持转矩不变的作用,但会引起电流和磁链的衰减。然后对经典转矩控制的滞环比较器和开关表进行了细分研究,设计了磁链和转矩的双层滞环比较器,将零电压矢量和反相电压矢量有机结合,制定了细化的电压开关选择表,仿真结果表明新的开关表在保持定子磁链不发生衰减的同时有效的降低了转矩和转速的脉动。为了从根本上抑制直接转矩控制中转矩和转速的脉动现象,文章提出了基于空间矢量调制算法的转矩(SVM-DTC)控制方法。介绍了空间矢量调制算法的基本原理之后,建立了永磁同步电机SVM-DTC算法的仿真模型。该模型采用PI调节器控制误差的大小和方向,利用定子磁链的幅值增量和相位增量来估计所需要的电压矢量,最后通过SVM算法合成所需要的电压矢量驱动逆变器工作。仿真结果表明基于SVM算法的直接转矩控制的转矩和磁链脉动现象明显减小。最后模拟转速频繁变化和负载频繁变化的工作环境进行仿真,证明了SVM-DTC系统具有良好的鲁棒性。