永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,简称PMSM)具有尺寸小、惯量小、效率高等优点,在不同的领域获得了广泛应用。永磁同步电机调速系统在快速性、抗干扰性及鲁棒性等许多方面存在诸多问题,传统的控制策略难以实现调速系统的高性能控制,因此研究高效的控制策略来提高永磁同步电机控制性能是一个十分有价值的研究领域。针对上述问题,本文提出了基于三自由度内模控制的永磁同步电机矢量控制方法,并着重在以下几个方面展开了深入的研究。首先,介绍了坐标变换方法,建立了永磁同步电机的数学模型,研究了矢量控制理论,分析了id=0控制、最大转矩电流比控制和弱磁控制策略,借助公式推导阐明了电流最优分配问题,实现对输出转矩的提升。其次,以表贴式永磁同步电机为研究对象,介绍了内模控制的概念和性质,分析了内模控制系统的鲁棒性,研究了内模参数对永磁同步电机系统快速性、抗干扰性及鲁棒性的影响,并研究了内模控制器的设计方法。接着在传统内模控制的基础上提出了基于三自由度内模控制的永磁同步电机矢量控制方法,对三自由度内模控制系统的鲁棒稳定性和鲁棒跟踪能力进行了详细分析,并设计了永磁同步电机控制系统的三自由度内模控制器。最后,根据理论分析,利用MATLAB软件对基于三自由度内模控制的永磁同步电机矢量控制方法进行仿真分析,以验证方法的正确性和有效性,并建立了基于数字信号处理芯片TMS320F28335的永磁同步电机实验平台,对所设计的基于三自由度内模控制的永磁同步电机矢量控制系统进行了实验验证。仿真与实验结果表明本文所提出的基于三自由度内模控制的永磁同步电机矢量控制方法具有更快的动态响应速度、更好的干扰抑制性能以及对模型误差和参数变化的鲁棒性。