永磁同步电机作为电驱系统中交流调速核心部件,因其功耗低、功率密度高、可控性好等诸多优良特点被广泛应用于军事、航天、工业领域。然而电机内部关键元件永磁体,由于易受潮湿、高温、化学腐蚀等复杂多变的运行环境影响,存在不可逆的失磁风险,致使电机性能严重退化,极大限制了永磁同步电机的推广及应用。为了确保永磁同步电机及驱动系统的高效、可靠运行,针对永磁同步电机失磁故障诊断与故障容错控制的研究显得尤为重要。对于永磁同步电机的失磁故障诊断,核心在于如何从运行电机中提取关键特征信号,并在复杂多变的非平稳状态实现精准的故障识别。本文针对电机转矩脉动提出一种基于模糊理论的极限学习机诊断方法,实现对矢量控制下永磁同步电机均一失磁故障的在线诊断。传统矢量控制中PID调节方式在高性能伺服系统中难以满足对失磁故障状况下的有效容错,在转速电流双闭环控制基础下,研究了基于磁链观测下无差拍电流预测控制器在失磁工况下的容错性能,本文的主要研究工作如下:（1）简要讨论了永磁同步电机主要类型及基本结构,并阐述了不同坐标下电机数学模型及矢量控制原理。其次基于时步有限元分析方法研究了永磁同步电机矢量控制系统场路耦合仿真设计,通过借助ANSYS Maxwell和Simplorer工业仿真工具,构建了永磁同步电机有限元场路耦合联合仿真模型。Maxwell用以生成电机失磁模型及作失磁工况下电机瞬态电磁场分析,Simplorer用以构造矢量控制算法,通过两者协同技术实现对表贴式永磁同步电机自起动、变速、和负载运行的仿真响应,获取电机双闭环控制系统下,不同失磁故障中的定子电流、反电动势、气隙磁密及转矩脉动等特征信息。（2）针对永磁同步电机失磁故障诊断问题,提出基于转矩脉动的模糊极限学习机诊断方法。首先利用小波阈值降噪方法对获取的转矩数据作去噪预处理,并采用小波包变换对转矩特征进行三层分解,围绕不同频段能量谱构建特征向量,通过将特征向量输入至极限学习机对其进行训练学习,实现对永磁同步电机失磁故障的实时诊断。针对极限学习机面对非平衡数据出现判决失效问题,诊断模型将模糊理论引入极限学习机进行优化训练,经过与传统分类算法诊断结果对比,验证了基于模糊理论极限学习机的永磁同步电机失磁诊断模型的精确性与有效性。（3）针对永磁同步电机发生失磁故障导致电机控制系统负载能力降低及控制失效问题,提出基于滑模-龙伯格观测器协同无差拍电流预测控制方案。首先利用滑膜-龙伯格观测器磁链估计原理,建立永磁同步电机永磁体实时磁链观测算式,再通过对磁链算式的分析获取状态电流观测值,最后将状态电流观测值输入至预先构建好的无差拍电流容错控制器中,实现永磁同步电机失磁故障容错控制目的。基于MATLAB/Simulink的无差拍电流预测容错仿真实验,验证了该控制方法在失磁故障状况下的可行性与稳定性,提高了驱动系统的控制性能。