近年来,我国加快了节能减排和环境保护的步伐,永磁同步电机以其高效节能的优点在现代工业领域得到了广泛应用,但传统直接转矩控制稳态精度低,传统矢量控制动态响应慢,因此研究和发展高性能的永磁同步电机模型预测控制系统在现代工业领域具有重要的实用价值和战略意义。本文以隐极式正弦波永磁同步电机为研究对象,以提高永磁同步电机控制方法的动态响应速度和稳态精度为研究目标,开展了基于传统矢量控制和空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)的永磁同步电机死区效应在线补偿方法研究和基于电流预测的永磁同步电机矢量控制研究。具体内容如下:以永磁同步电机的基本工作原理为基础,推导了永磁同步电机在三种坐标系下的数学模型。分析了永磁同步电机基于转子磁场定向的矢量控制方法和SVPWM的实现过程,完成了永磁同步电机传统矢量控制系统的计算机仿真验证。针对在电压源型逆变器驱动的永磁同步电机系统中,开关器件的死区效应会导致电机电流畸变,从而引起电机转矩波动和损耗增加的问题,详细推导了死区效应对IGBT导通时间和输出相电压波形的影响,利用反并联二极管的续流特性,并结合永磁同步电机d轴电流给定为零的矢量控制,提出了基于q轴电流误差的死区效应在线补偿方法,所提方法无需电机和逆变器的精确模型,且未增加硬件电路。通过MATLAB/Simulink仿真验证了所提死区补偿策略能够较好地改善死区效应。为提高永磁同步电机的动静态性能,将模型预测与传统矢量控制相结合,以电流预测控制取代矢量控制中的电流PI环,完成了基于电流预测的永磁同步电机矢量控制研究。通过MATLAB/Simulink仿真验证了单矢量电流预测控制、双矢量电流预测控制和无差拍电流预测控制在提高动态响应速度和稳态精度方面的优越性,其中无差拍电流预测控制的动态响应速度最快且稳态精度最高。最后,在小功率永磁同步电机实验平台上,对传统死区补偿方法与本文提出的在线补偿方法进行了对比实验研究,验证了本文提出的死区效应在线补偿方法可有效降低死区效应引起的电机转速波动和定子电流畸变,提高电流正弦度,减小电机转速稳态波动;对传统矢量控制和无差拍电流预测控制进行了对比实验研究,验证了无差拍电流预测控制较传统矢量控制相比,具有更快的动态响应速度和更高的稳态精度。