炮弹舵机用于对炮弹飞行方向进行调整，电机作为炮弹舵机的重要组成部分，其性能对炮弹飞行轨道的调整具有重要影响。传统的炮弹电机采用无刷直流电机，通过传动机构组合来传递动力。齿轮、铰链等部件组成的中间传动环节不可避免地会产生摩擦等损耗，导致效率下降。同时，传统炮弹电机存在转矩脉动大的问题。相较之下，直驱式永磁同步电机功率因数高、效率高且具有良好的速度调节能力。基于此，本文采用直驱式外转子永磁同步电机作为炮弹舵机，根据电机设计要求完成电磁方案及机械结构的设计，并针对电机转矩脉动优化问题进行研究。
　　首先，本文从永磁同步电机设计中常用的电机磁路计算方法出发，分析了等效磁路计算原理，为本文直驱式外转子永磁同步电机的电磁方案设计与校核提供基础。由于目前关于炮弹舵机用直驱式永磁电机的相关研究资料较少，本文借鉴了应用于电动汽车、电梯曳引等领域的直驱外转子永磁同步电机设计思路。按照炮弹电机尺寸限制与性能指标要求完成了电磁方案的初步设计，包括磁路结构、主要尺寸、永磁体参数、极槽配合与绕组设计等。然后本文对电机机械结构进行设计，以满足控制板安装及炮弹电机连接要求，并提高电机整体结构的可靠性。
　　其次，本文简单介绍了永磁同步电机数学模型及矢量控制原理，并根据本文采用的表贴式永磁同步电机交直轴电感及电磁转矩组成的特点进行分析，明确该类型电机齿槽转矩优化为降低转矩脉动的重要途径。本文对齿槽转矩产生原理进行分析，利用能量法推导齿槽转矩计算公式，并分析了极槽配合、永磁体参数及定子齿槽参数三大关键因素对齿槽转矩的影响。综合考虑电机加工难度与电机转矩脉动优化效果，本文从4个角度对所设计直驱式外转子永磁电机方案的齿槽转矩进行仿真分析。最后通过工程优化常用的田口法对电机额定转矩、齿槽转矩及转矩脉动进行综合优化，得出最终的直驱永磁同步电机设计方案。
　　综上所述，本文以炮弹舵机为研究对象，采用直驱式外转子永磁同步电机方案，对电机进行了电磁方案和机械结构设计，并完成对电机齿槽转矩的优化以降低电机转矩脉动。