永磁同步电机以其特殊结构带来的小体积、高密度和轻质量等特点在工业交流调速领域占据了重要的地位。永磁同步电机的直接转矩控制策略由于其算法结构的简单性和动态响应的快速性也受到许多工作领域的青睐。但是由于直接转矩算法本身的一些缺陷,也会导致电机运行稳定时转矩和磁链的脉动较大,三相电流谐波较大,不能完美胜任要求较高的精确伺服工作。本文针对永磁同步电机的直接转矩控制策略转矩和磁链脉动较大的不足,进行转矩和磁链脉动的抑制研究工作。首先详细介绍永磁同步电机的数学模型,并且结合空间坐标变换原理推导出永磁同步电机在各种空间坐标系下的数学模型。对直接转矩策略的磁链控制和转矩控制原理进行理论分析。对传统直接转矩控制磁链转矩估测方法,滞环比较器以及开关表等模块进行推导。结合传统的直接转矩控制框图搭建了传统永磁同步电机直接转矩控制系统,并对其转矩和磁链脉动进行定性和定量的分析。其次,针对传统永磁同步电机滞环比较器的离散性能以及空间电压矢量利用数量不足的特点,具体分析其造成直接转矩控制的转矩和磁链脉动较大的原因。并从这两点切入,先采用模糊控制器代替滞环比较功能和电压矢量选择步骤,直接对输出电压矢量进行模糊选择,以此来规避离散滞环比较器造成的脉动。并且在此基础上以占空比理论为基础,加入了简化的占空比计算方法,对模糊控制器选择出的电压矢量进行进一步优化,与模糊电压矢量选择器共同组成一个改进的永磁同步电机直接转矩控制系统。在仿真平台搭建了改进的永磁同步电机直接转矩控制系统,并对其在转矩和磁链上的脉动抑制效果进行定性和定量的分析。然后,结合预测控制的预测模型、滚动优化和反馈优化三个方面对预测控制的原理和步骤进行阐述,并且由此为基础推导了预测转矩控制的磁链和转矩预测公式,对代价函数和最优电压矢量选择的关系进行分析。在预测转矩的基础上引入了第二电压矢量对其进行进一步优化,并且以磁链和转矩的预测值与其对应的参考值的差值的绝对值作为输入,设计了模糊控制器来计算引入的第二个零矢量的作用时间。在仿真平台搭建了引入第二矢量的预测转矩控制系统,并对其在转矩和磁链上的脉动抑制效果进行定性和定量的分析。最后,搭建实验平台,通过硬件和软件设计,对结合了简化占空比计算的模糊电压矢量选择的直接转矩控制策略和引入了第二矢量的预测转矩控制策略进行了实验验证。本文图有51幅,表有4个,参考文献106篇。