永磁同步电机结构轻便、性能优越,被广泛运用于电动汽车、航空航天、轨道交通、电力传动系统等具有高精度调速需求的驱动系统中。由于永磁体磁链固定,电压源逆变器所能输出的电压值有限,转子速度上升至额定速度后便无法继续提升,故需要通过弱磁的方法来实现转子速度的进一步升高。弱磁工况下,转子速度较高,交、直轴电流交叉耦合严重,极大地影响了系统控制性能。为此,本文对永磁同步电机的解耦控制策略和弱磁控制策略进行了综合研究,工作内容包括:第一,构建了永磁同步电机数学模型,介绍了矢量控制原理,概括了SVPWM的基本原理和算法实现,为后续弱磁控制策略和解耦控制策略的研究奠定了理论基础。第二,针对传统弱磁控制策略中交、直轴电流呈非线性关系,工作点计算困难,电流的指令跟随性能差的问题,提出一种分段优化的弱磁控制策略。将电机升速的过程分为三个阶段并适当线性化,简化工作点的计算,加快动态响应,加强电流跟随指令的性能。最后,通过仿真证明了该控制策略优于传统弱磁控制策略。第三,针对传统内模解耦控制策略中只有一个可调参数,无法同时兼顾交、直轴电流的解耦和系统电流的调节的问题,提出一种三自由度内模解耦控制策略。在传统解耦控制策略的基础上,引入比例调节因子和积分调节因子,增加系统中可以自由调节的参数的个数,提高内模系统的自由度,优化解耦网络。最后,通过仿真证明了该控制策略优于传统内模解耦控制策略。第四,针对分段优化弱磁控制策略下交、直轴电流耦合严重及升速第Ⅱ阶段负载阶跃时电流控制器输出的交轴电压的变化方向与系统期望方向相反的问题,提出一种引入电流调节因子的永磁同步电机高速区弱磁控制策略。在三自由度内模解耦控制器的比例调节因子中加入交轴电流信息,利用模糊控制器不断调节两个电流调节因子的取值,再将得到的新解耦网络应用至分段优化弱磁控制策略。该控制策略可实现交、直轴电流的有效解耦,在升速第Ⅱ阶段负载发生突变时从源头有效抑制电流控制器的饱和,缓解交轴电流调节的压力,加强电流调节性能。最后,通过实验证明了该控制策略的优越性。本文实现了弱磁控制策略和解耦控制策略的综合研究,丰富了现有的永磁同步电机弱磁控制算法和解耦控制算法,对永磁同步电机高速控制具有一定程度的参考价值。