直接转矩控制因具有控制简单、响应快速、受电机参数的变化影响小、鲁棒性强等优点,已成为国内外学者研究的热点,并被广泛的应用到永磁同步电机的控制中。但传统直接转矩控制技术存在许多不完善的地方,仍具有改进空间。本文在分析传统直接转矩控制方法的基础上,针对传统控制方法中磁链和转矩脉动较大的问题提出了基于滑模变结构和变参数PI的改进型直接转矩控制方法。文中首先介绍了永磁同步电机的结构以及直接转矩控制的原理和方式,并分析了转矩的生成以及相关的磁路关系。通过坐标变换,推导出永磁同步电机在各坐标下的数学模型,利用空间矢量控制方法,在MATLAB/Simulink的环境下建立传统的永磁同步电机直接转矩控制的仿真模型,结果表明:在传统的直接转矩控制下转矩、磁链波形和转速波形存在较大脉动,低速启动时尤其明显。经过理论分析和仿真研究,本文针对磁链和转矩调节模块中由滞环比较器构成的砰-砰控制,以及速度环固定参数PI控制器,对传统永磁同步电机直接转矩控制系统进行改进。首先引入滑模变结构控制器替代磁链调节和转矩调节中的滞环比较器,用以解决传统控制方案中由于滞环比较器误差跟踪的精度有限,而导致磁链和转矩脉动较大,以及由此衍生的高频噪音、逆变器开关频率不恒定等一系列问题。另外在速度环中,本文采用变参数PI控制器代替速度反馈中的传统PI控制器,减小超调量,解决了系统对参数依赖性强、鲁棒性差的问题。在此基础上,将滑模变结构控制和变参数PI控制结合,设计新的永磁同步电机直接转矩控制系统,并在MATLAB/Simulink的环境下建立了仿真模型。仿真结果表明,改进后的系统能克服低速启动阶段的转矩、磁链和转速的脉动,使系统具有良好的动静态性能。最后,为了进一步验证改进方案的有效性,以TI公司的DSP TMS320F2812电机主控制芯片为控制核心,结合智能功率模块(IPM),搭建了基于滑模变结构的永磁同步电机直接转矩控制实验平台,完成了系统硬、软件开发,实验结果验证了改进方案的可行性。