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PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor,永磁同步电机)具有体积小、高转矩惯量比、损耗低以及快速动态响应性能,在军事和民用领域,尤其是新能源汽车与风力发电领域得到普遍的应用。MC(Matrix Converter,矩阵变换器)是近年来发展起来的一种AC-AC变换拓扑,因其具有结构简单,输入PF(Power Factor,功率因数)可调、输入电流和输出电压为正弦波以及谐波污染小等特点,在电机驱动、移动电源和发电系统等领域广泛应用,受到了国内外众多学者的关注。由于PMSM是一个较为复杂的非线性系统,本文采用间接方式对MC驱动PMSM的MPTC(Model Predictive Torque Control,模型预测转矩控制)系统进行分析研究。区别于传统的控制策略,提出一种将MC等效为虚拟DC-AC变换器和虚拟AC-DC变换器两种拓扑结构组合的方案,提出MPTC对虚拟DC-AC变换器进行电压矢量选择以解决转矩脉动和磁链脉动大的问题,利用滞环比较器对虚拟AC-DC变换器进行电流矢量选择,进而达到输入侧PF为1的目的。通过电压矢量和电流矢量的不同组合使得MC处于不同的开关状态,以此实现对PMSM系统的控制。主要研究内容分为以下几个方面:(1)分析MC的基本结构、开关状态选择原理,提出将MC等效为虚拟AC-DC-AC变换器的调制策略。同时,研究PMSM的三种坐标变换,并选取了合适的数学模型。(2)为减小转矩和磁链脉动对PMSM系统的影响,本文引入MPTC策略。提出MPTC对虚拟DC-AC变换器进行电压矢量选择,而虚拟AC-DC变换器的电流矢量选择由滞环比较器选取,以此为基础设计不同控制效果下的MC开关状态表。(3)针对PI调速器在系统负载转矩和给定转速发生变化时控制效果不佳的问题,利用扩张状态观测器和非线性状态误差反馈设计了ADRC(Active Disturbance Rejection Control,自抗扰控制)速度调节器,在负载转矩和给定转速变化的情况下对其跟踪效果进行研究。本文设计的PMSM控制系统能够有效减小磁链和转矩脉动,提高系统输入侧PF,使其有更好的动态响应性能。将ADRC速度调节器应用到系统中,可进一步调高系统抗负载转矩和给定转速变化的能力。最后,通过仿真实验对结果分析,验证方法的有效性。