永磁无刷直流电机良好的机械特性和调速性能,较宽的调速范围以及较高的功率密度等优点,使其在很多领域中得到应用。近些年,随着稀土永磁材料、电力电子等相关技术得到不断的发展与突破,推动了永磁无刷直流电机在更宽广领域的应用与发展。然而,转矩脉动一直是永磁无刷直流电机不可回避的问题,正是因为转矩脉动的存在,永磁无刷直流电机在一些高精度位置和速度控制系统中的应用,受到了一定程度的限制。在转矩脉动中,换相转矩脉动又占据了很大的比重,甚至达到永磁无刷直流电机输出平均转矩的50%左右。所以解决永磁无刷直流电机的转矩脉动问题,特别是换相转矩脉动的抑制,是当今国内外学者的研究热点问题。永磁无刷直流电机的基本结构和运行原理首先在本文中得到了详细的分析与阐述,并在此基础上推导出永磁无刷直流电机的数学模型;在Matlab/Simulink平台上搭建了永磁无刷直流电机控制系统的仿真模型,分别对各个仿真模块作了简单介绍,并采用双闭环控制策略做了仿真实验,验证了所设计控制系统的正确性。文章对在非换相期间因反并联二极管续流引起的转矩脉动原因进行了理论阐述,而且在不同PWM调制方式下对这种转矩脉动的情况作了理论分析和仿真研究,得出结论是采用pwm-on-pwm调制方式,对非换相期间的转矩脉动有很好的抑制效果。本文接着对换相转矩脉动产生的机理从不同方面进行讨论,利用数学公式推导了常用的几种PWM调制方式对换相转矩脉动的不同程度影响。最后本文所提出的转矩脉动抑制方法为:在电机处于低速状态时,利用pwm-on-pwm调制方式就可以很好的对换相转矩脉动起到抑制效果;高速时,在pwm-on-pwm调制方式的基础上,采用换相转矩脉动补偿控制策略,即在设定的换相补偿时间内,保持开通相恒通,通过控制关断相的调制占空比来抑制换相转矩脉动。为了对提出的理论进行验证,设计了以DSP&CPLD为控制芯片的永磁无刷直流电机控制系统,完成了系统控制器的硬件设计与软件设计。经实验分析与研究,验证了所提出控制策略可以较好的抑制永磁无刷直流电机在低速区和高速区的转矩脉动。