近年来,越来越丰富的海洋资源被探明,人类向海洋深处迈进的步伐显著加快。同时各国为了维护自身安全,也在努力发展海洋军事能力。水下航行器这一海洋装备在各国你追我赶的氛围中也获得了很大的发展,其关键性的对转驱动系统也完成了从内燃机驱动到电力推进的巨大转变。目前已经有多种结构的对转电机被研发出来,盘式对转电机是一种新型的对转电机,该电机中间设一个定子,左右两侧各设一个转子,形成一种“夹心式”结构。该电机具有体积小,噪音低,功率密度高的优良特点,非常符合水下航行器的驱动要求。现有文献将传统的矢量控制和直接转矩控制方法应用到该对转电机上,但是当对转电机发生负载不平衡突变时,转速的波动过大,甚至可能发生失步的现象,控制效果还不能够满足电机的控制要求。本文的研究主要聚焦在如何能在对转电机两个转子的负载发生不平衡突变时,仍能保证电机稳定运行。模型预测控制方式能够有效提高对转电机的动静态特性,有效减小不平衡负载下的转矩、转速脉动。本文首先总结了目前常用的几种对转电机,并对其优缺点进行了简要的分析。然后简述了对转电机控制策略的发展现状及问题。根据盘式对转永磁同步电机左右两个转子结构的对称关系,可建立对转电机的数学模型,在Matlab/Simulink中搭建了对转电机的本体仿真模型。接下来阐述了矢量控制和直接转矩控制的方法原理,建立了对转电机在两种控制方式下的仿真模型,并分别在负载平衡变化和负载不平衡变化两种情况下进行了仿真实验。结果表明,在这两种传统的控制方法下,电机的转速脉动过大,甚至出现两个转子不同步的情况,电机的控制效果不能够满足电机的控制要求。然后提出了对转电机的模型预测控制方法,设计了电流预测控制器,建立了对转电机的模型预测控制系统仿真模型,进行了仿真实验,仿真结果表明,模型预测控制可以有效减小转速和转矩的脉动,满足电机的控制要求。最后搭建了对转电机的硬件实验平台,设计了控制系统的软件程序,在此基础上进行了对转电机的实验验证,结果表明在模型预测控制方式下,无论电机负载处于平衡情况还是不平衡情况,对转电机都能够稳定的运行。