永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor PMSM)由于具有高效率,高转矩惯量比,较宽的调速范围等优点而被广泛应用于各种要求高性能的驱动控制场合。高性能驱动控制场合要求输出转矩具有较高的平滑度,然而由于电机在实际设计生产过程中无法达到理想的状态,永磁同步电机的转子磁场通常含有大量的空间谐波,导致其反电势呈现非理想特性,从而使得定子电流中存在高次谐波,进而导致输出转矩存在较大脉动,限制了其在高性能驱动控制场合的应用。直接转矩控制(Direct Torque Control DTC)作为一种高效的转矩控制技术,其摒弃了矢量控制(Field Oriented Control FOC)中的解耦思想,而采用定子磁场定向,对电机的定子磁链和转矩进行直接控制,控制方法简单,动态性能较高。然而传统的直接转矩控制由于开关频率不恒定、可用空间电压矢量有限等问题,反而增大了输出转矩中的脉动,极大地限制了其应用和发展。采用基于空间矢量调制的直接转矩控制(Direct Torque Control Based on Space Vector Modulation SVM-DTC)可有效降低输出转矩中的脉动,但是由于电机非理想反电势引起的输出转矩脉动仍然存在。因此研究非理想反电势永磁同步电机基于DTC系统下的转矩脉动抑制策略,具有重大的工程意义。本文首先对永磁同步电机的结构及特点做了简要介绍,阐明了永磁同步电机反电势呈非理想特性的原因。给出了理想反电势以及非理想反电势永磁同步电机在不同坐标系下的数学模型,借助MATLAB/Simulink建立了非理想反电势永磁同步电机的仿真模型,对数学理论进行了验证。针对永磁同步电机DTC系统中定子磁链观测的问题,本文改进了传统的纯积分型定子磁链观测器。对比分析了一阶低通滤波器,带幅值和相位补偿的低通滤波器,以及低通高通滤波器组合型三种磁链观测器的性能。得出低通高通滤波器组合磁链观测器能完全消除直流偏置和积分初值的影响、提高磁链观测精度的结论。并分析了逆变器死区效应对定子磁链观测准确性的影响,提出了一种考虑逆变器死区效应的定子磁链观测器。分析了永磁同步电机传统DTC以及SVM-DTC的基本原理及实现方式。借助MATLAB/Simulink对两种控制方式进行了仿真实验,得出SVM-DTC能有效降低转矩脉动的结论。针对由于转子磁链在空间中的分布为非理想正弦导致的电流谐波以及转矩脉动问题,在SVM-DTC系统的基础上,提出了一种基于谐波磁链提取及谐波电压注入的电流谐波抑制策略,进一步降低了由于永磁同步电机非理想特性造成的转矩脉动,通过仿真验证了谐波注入的有效性。最后在理论分析及仿真实验的基础上,基于RT-LAB搭建了永磁同步电机实验平台,进行了定子磁链观测实验,并实现了非理想反电势永磁同步电机DTC以及SVM-DTC实验,为今后的研究打下了基础。