近十多年来,我国的高速铁路发展从无到有,现已经发展成为世界上高速铁路建设最快、运行规模最大的国家。如今运行中的高速动车组仍采用技术成熟的异步交流传动系统,为了提高能源利用效率,减少能源在动车组运行中的损耗,对永磁牵引系统的研究成为各世界铁路大国研究的热点。与异步牵引电机相比,永磁同步牵引电机有着重量轻、体积小、噪声小、过载能力强等一系列的优点。目前针对动车组的牵引电机主要是矢量控制,这种控制方法鲁棒性强,但是需要大量的解耦运算,而且控制结构复杂。而采用直接转矩控制无需大量解耦运算,便能够直接对电机的电磁转矩进行直接的控制,本文针对内置式永磁牵引电机的控制策略研究,采用改进的直接转矩控制,完成了以下工作:首先,分析了永磁牵引系统的结构以及控制特点,对直接转矩控制策略展开深入的分析,详细论述了直接转矩控制的研究现状以及改进方向,根据内置式永磁牵引电机的数学模型,进行了直接转矩控制原理的分析,在MATLAB/Simulink环境中建立了基于传统直接转矩控制的内置式永磁牵引电机的仿真模型,并进行了仿真结果分析。然后,根据基于传统直接转矩控制的内置式永磁牵引电机控制性能的不足,提出了一种基于最大转矩电流比的预测空间电压矢量动车组用内置式永磁同步牵引电机的控制策略。对该控制策略进行了理论推导,并建立仿真模型,仿真结果验证了该方法与传统直接转矩控制相比具有逆变器开关频率稳定、转速平稳、转矩脉动小等优点。最后,根据前文所提控制策略,分析该控制策略实现过程中的不足,针对上述控制策略采用的传统的基于电压模型的磁链观测器,存在着积分初值偏移和积分饱和引起的磁链观测误差的问题,深入分析了国内外对磁链观测改进的方法,提出了一种基于极限学习机算法的磁链在线观测器,将单隐层反馈神经网络应用到对磁链进行的闭环观测,并通过仿真验证算法的正确性。