电力电子技术的发展使电动机广泛用于能量转换的核心的部件,永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motors,PMSM)因其传递效率和高能量密度在各类电机应用中脱颖而出。本文以电机在实际工程中的运行精确度和稳定性问题作为研究重点,利用非线性控制理论研究三相PWM变流器的不规则现象,结合反馈线性化控制理论,研究PMSM的非线性动力行为及其控制策略。本文选择输入-输出反馈线性化技术作为控制策略以分析PMSM及其变流器的非线性系统并转化为线性系统的控制问题,以实现PMSM全局解耦和整体线性化控制,解决电机控制系统稳定性和控制精确性。为进一步提高电机输出的稳定性,采用调节调制比调压的控制方案,以建立调压控制函数达到逆变器输出电压调整,完善PMSM控制系统稳定性能。以完成电压调整的PMSM反馈线性化控制系统设计与研究,可进一步促进非线性控制领域的发展,有助于工业控制应用。本文首先介绍了基本PMSM控制模型及其非线性控制模型以及反馈线性化理论。然后,在PMSM仿射非线性动力学方程的基础上使用输入-输出反馈线性化控制技术设计控制系统,并且讨论了负载转矩估计器用于补偿外部负载以及参数变化的影响,配合_∞控制器以提高系统性能以及位置控制鲁棒性能。接着,根据现有实验平台简化相关控制器设计并完成了其对应的理论模型搭建。从电机低速运行和稳速运行的角度与传统PI双闭环控制进行了仿真数据和实验数据的对比研究分析。最后,在反馈线性化控制理论的基础上,提出调节调制比调压的控制策略,从而得到速度反馈调压算法,并进行有、无调压控制的仿真数据对比研究。本文基于Matlab/Simulink搭建仿真模型,并在以TMS320F28335为控制核心的实验平台上验证所使用算法。仿真和实验数据表明在反馈线性化控制中基于PI调节的调制比调压方法能够快速跟踪负载转矩和保持恒定转速,具有超调小、静态误差小、控制精确性高、鲁棒性强等优点。