随着电力电子半导体器件、微处理器技术和新型永磁材料的飞速发展，近年来永磁同步电机已经引起国内外的普遍重视。目前，永磁同步电机调速系统的高性能控制方法有矢量控制和直接转矩控制。其中直接转矩控制是对电机的磁链和转矩进行直接观测和控制，因此直接转矩控制具有控制结构简单、响应快速和鲁棒性强等优点，已经在工业中得到广泛应用。但是传统直接转矩控制亦存在磁链和转矩脉动较大、逆变器开关频率不恒定以及转矩脉动引起的高频噪声等问题亟待解决。为此，基于切换系统理论提出了一种系统的建模和控制策略，实现两电平逆变器供电的三相永磁同步电机最优直接转矩预测控制。首先，建立永磁同步电机切换系统模型；然后在该切换系统模型的基础上，建立一个有约束条件的有限时间最优控制目标函数，并运用滚动优化策略求解该目标函数来实现永磁同步电机调速系统的最优直接转矩预测控制。在MATLAB和HYSDEL环境中，通过对永磁同步电机调速系统在传统直接转矩控制和最优直接转矩预测控制方案下进行仿真对比，验证了该控制方案能够有效减少磁链和转矩脉动，降低逆变器开关频率，具有更好的性能。