在煤矿生产系统中,矿井提升机用于连接井下与地面,其工作的安全高效对煤矿安全高效生产起到关键作用。本文研究对象是永磁外转子提升机控制系统,针对永磁外转子提升机开环低频起动能力差,存在起动失败或者起动溜车的问题;以及矢量控制系统和直接转矩控制系统存在较大转矩脉动的问题,从运行特性研究、控制理论研究和仿真分析、模拟系统设计、试验研究等方面进行研究和解决。本文研究了矿井提升系统运行特性,进行了运动学分析,基于运行五阶段速度图和冲击限制理论,指出梯形加速度曲线图可以减小起动冲击,平稳起动。然后重点对矿井提升机起停控制过程进行研究,总结常用的起停控制方法,指出各方法的不足之处,在此基础上提出了永磁外转子提升机控制系统的防冲击起动控制方法和多回路恒减速制动控制方法。最后重点对永磁外转子提升机与传统矿井提升机在起动特性、效率和节能、停车控制等方面进行对比,指出永磁外转子提升机控制系统的特点和存在的问题。针对永磁外转子提升机控制系统存在的问题,研究了永磁外转子提升机的开环低频起动特性,指出了开环起动特性差的问题,提出了采用高精度编码器和软件细分算法检测外转子位置以形成闭环控制系统。基于矢量控制理论,设计了永磁外转子提升机矢量控制系统模型并进行仿真分析。针对转矩脉动较大的问题,基于滑模控制理论,设计滑模速度控制器替换PI控制器,应用滑模控制算法改进永磁外转子提升机矢量控制系统,减弱了转矩脉动,增强了负载抗扰动能力和鲁棒性。基于直接转矩控制理论,设计了永磁外转子提升机直接转矩控制系统模型并进行仿真分析。针对转矩脉动较大的问题,基于Super-twisting二阶滑模控制算法,设计滑模磁链和转矩控制器替换传统Bang-Bang控制器,对传统直接转矩控制系统进行改进优化。仿真结果表明:转速超调得到了明显抑制,转矩脉动明显减小,转矩响应速度更快。基于多绳摩擦式提升机设计规范,设计一套双绳摩擦式永磁外转子提升机模拟系统,包括提升机、钢丝绳、衬垫等的方案优化、防滑安全设计、主要机械部件的设计优化,对关键部件进行力学分析验证设计合理性,完成控制系统设备选型、电控原理图绘制和运行控制过程的阐述。完成了永磁同步电机的空载起动特性测试,电压曲线和电流曲线以及电磁转矩均存在一定的脉动,表明其需要闭环控制系统的精确控制。完成了基于矢量控制策略的永磁外转子提升机控制系统整个运行阶段的速度曲线、电流曲线和油压曲线实测,表明起动段符合超低频平稳起动的特点,起动电流不大、起动冲击小。加速运行段和等速运行段的电流值和电磁转矩出现了显著波动,与第三章对永磁外转子提升机矢量控制系统的仿真结果相符。完成了空载下放与上提工况的正常制动过程的试验,表明制动过程的转速和转矩（与电流成正比）均有较大脉动,与第三章传统矢量控制系统仿真结果相对应。因此有必要进一步在现有矢量控制系统中加入滑模控制等算法进行改进优化,以减弱转速和转矩脉动。