随着环境污染和资源短缺等问题日益严峻,节能减排愈发受到人们重视。汽车电动化是节能减排的重要措施之一。目前,混合动力汽车作为纯电动汽车的过渡,倍受青睐。其中,皮带传动启动/发电一体式(Belt-driven Starter Generator,BSG)微混系统是混动技术研究的热点之一。相比于其它类型的BSG电机,开关磁阻电机具有不含永磁体、结构简单、启动转矩大等优点,具有很好的发展前景。本课题来源为国家自然科学基金重点项目(U1564201)和江苏省杰出青年项目(BK20180046)。本文针对混合动力汽车容错式16/10极分块转子开关磁阻电机(Segmented Rotor Switched Reluctance Motor,SRSRM)展开了非线性建模、模型预测控制、基于dSPACE快速控制原型平台搭建和实验验证等研究。主要研究内容如下:1)在阐述新型容错式16/10极SRSRM电机结构的基础上,介绍了SRSRM运行原理。根据机电能量转换原理,以电路方程、机械方程、机电方程描述了SRSRM的机电转换关系。比较了SRSRM三种数学模型的建立方法,考虑到精确的电机控制,选择了非线性模型作为数学模型。最后,对SRSRM的运行模式进行了分析。2)为建立SRSRM非线性模型,通过转矩平衡法采集静态转矩为零的特定位置处电流、电压值,进而计算出该位置的磁链值。建立了二阶、四阶傅里叶级数磁链模型和转矩模型,通过比较建模效果,选取了更为精确的四阶傅里叶级数进行模型建立。然而,傅里叶级数只能表示转子位置角和磁链之间关系。针对该问题,引入Kringing模型进一步优化非线性模型。在此基础上,搭建了Simulink电机模型进行仿真验证。3)针对SRSRM传统控制方法的不足,提出了模型预测控制的控制策略实现对SRSRM转矩脉动的抑制。基于Kringing磁链模型,搭建了模型预测电流控制模型,包括了数学模型建立、成本函数建立。针对实时磁链值难以通过传感器采集的问题,建立了卡尔曼滤波磁链观测器。针对传统PID控制的不足,引入了自抗扰控制作为速度环控制器;除了通过控制电流抑制转矩脉动,直接通过转矩控制来抑制脉动也是一种方式。基于一种非线性转矩模型,建立了模型预测转矩控制模型,介绍了矢量选择、成本函数建立。为了进一步抑制SRSRM转矩脉动,引入了转矩分配函数对瞬时相转矩进行控制。根据所建立的两种模型,分别搭建了Simulink模型,进行了仿真分析。4)基于dSPACE控制器,设计了快速控制原型开发平台,详细介绍了硬件设计的步骤,包括了:驱动电路、保护电路、传感器电路等,介绍了软件接口的选择。最后,初步搭建了快速控制原型开发平台,为SRSRM实验研究奠定基础。5)在设计的SRSRM快速控制原型开发平台的基础上,构建了SRSRM实验平台,开展了相关实验,包括了:转矩平衡法、非线性模型和模型预测控制算法。实验结果验证了其理论和仿真的正确性。