纯电动汽车的研究和发展可以有效缓解能源危机及环境污染。在电动汽车中,驱动电机是电动汽车的动力来源,永磁同步电机作为一种高效的伺服电机被广泛应用于电动汽车中。电动汽车需要频繁的启动和制动、加速和减速、上坡和下坡,因此要求驱动电机在各种不同情况都能获得稳定的转速,这对驱动电机的控制提出了更高的要求。为了提高永磁同步电机的控制效果,本文在直接转矩控制的基础上引入模型预测控制,并提出一种基于电压矢量细分的模型预测直接转矩控制,主要研究内容如下:本文首先阐述了电动汽车及其驱动电机控制系统研究的意义和目的,结合国内外文献分析了电动汽车、电动汽车驱动电机、永磁同步电机及其控制方法的研究发展现状,并阐明了文章的主体结构;其次,介绍了永磁同步电机结构和转子永磁体安置形式,并给出了永磁同步电机交流调速坐标变换表达式,以此推导出永磁同步电机数学模型,并在此基础上给出了永磁同步电机直接转矩控制的整体机构;再次,介绍了模型预测控制的原理,对电动汽车永磁同步电机模型预测直接转矩控制(MPDTC)进行建模和分析,并提出一种基于电压矢量细分模型预测直接转矩控制,对MPDTC进行进一步优化,并在MATLAB/Simulink软件中构建了仿真模型,对传统DTC、MPDTC和基于电压矢量细分的MPDTC的控制效果进行仿真和对比分析,得出基于电压矢量细分的MPDTC具有更优的控制效果;最后,设计了永磁同步电机硬件和软件系统,阐述了硬件功能模块的选取和软件控制的逻辑关系,并搭建了永磁同步电机数字控制系统实验平台,对PWM信号波和转子角位置进行测量、对电机进行正常加减速和快速加减速实验、对不同控制方法下的电流波形和转矩波形进行实验,得到了良好的实验结果,实验表明本文提出了基于电压矢量细分的MPDTC是可行的。