永磁同步电机相比于其他交流电机具有体积小、效率高的优点。运行时,转速更为平稳,动态响应快,使其广泛应用于各个领域。而直接转矩控制避免了矢量控制中存在的缺点,其控制结构简单明了、响应速度快。本文将直接转矩控制应用到永磁同步电机控制系统中,并在现有的理论基础上,分析低速运行时系统产生转矩和转速脉动的原因。针对造成转矩脉动的几个主要问题,提出相应的改进措施,改善低速时系统的整体性能。本文首先简单介绍了永磁同步电机的基本结构和特点,并建立其数学模型。在此基础上,阐述了直接转矩控制理论,对永磁同步电机直接转矩控制系统进行仿真。在低速阶段的系统仿真中,分析低速运行时系统性能存在的问题。然后,针对系统中低速转矩脉动的问题进行了分析,主要对定子磁链观测和电压矢量选择两大问题进行改进。其中,在定子磁链观测方面,主要存在定子电阻计算误差和直流偏置的问题。在改进定子磁链观测中,具体方法是采用具有幅值限定的改进型积分器,并利用模糊控制的方法对磁链角进行补偿,使对定子磁链的观测更精准。另一方面,在电压矢量的计算上采用超螺旋滑模控制器,使磁链和转矩的控制性能得到优化,有效地减少转矩的脉动问题。而在电压矢量输出上采用了 SVPWM算法,使输出的电压矢量更精准,从而减少转矩的脉动。又利用模糊滑模算法对转速调节器进行改进,提高系统整体的响应性能和抗扰动性能。最后,对应用了改进算法的永磁同步电机控制系统进行仿真验证。仿真结果表明,改进后的系统有效地减少了低速时永磁同步电机的转矩脉动,并且改进后的系统有良好的动态响应性能和鲁棒性。