随着我国社会经济发展进入到新阶段,生态环境建设和提高能源利用率正逐步成为整个社会关注的问题。以电机作为驱动动力的新能源汽车也伴随着国家政策引导下呈现出迅猛发展的态势。尤其是随着电力电子、控制理论的不断发展以及新型稀土永磁材料性能完善提高,结构紧凑、质量轻便、高效节能的永磁同步电机得到了飞速发展。伴随着永磁同步电机(PMSM)的大规模应用,作为永磁同步电机主流控制方式的磁场定向控制(FOC)理论也成为研究的热点。电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术以三相逆变器和电机的角度出发,可以获得更高的直流母线电压利用率并有效减少开关损耗和转矩脉动。论文来源于某公司电动汽车电机控制器开发项目。整个控制系统的设计工作以德州仪器推出的DSP芯片TMS320F28335为基础展开。本课题首先建立了永磁同步电机的数学模型然后分析了旋转坐标系下的电机机械特性,最后详细介绍了矢量控制的原理并通过对比选用了PI双闭环控制的矢量控制算法。接着比较详尽地介绍了用于驱动逆变器工作的空间矢量PWM技术并给出了基于F28335的详尽的算法设计过程。接下来在MATLAB/Simulink平台上开发了控制系统的矢量控制算法模型以及故障保护算法模型并自动生成了代码。自动生成的应用层代码在集成开发环境CCS中与底层手写代码融合,得到了控制系统完整的软件文件。同时,以F28335作为主控芯片的硬件系统的开发则在DXP平台完成。根据系统需求和软件的接口定义完成了主控芯片外围电路的元器件选型和设计工作,最后制作出了PCB。在以上工作的基础上,依托实验室dSPACE半实物仿真系统和MATLAB/Simulink平台分别开发了针对真实控制器和控制算法模型的硬件在环和模型在环系统。通过硬件在环和模型在环同时对系统进行功能和故障保护的测试对比试验。试验结果表明,尽管真实控制器的控制效果与模型的离线仿真结果存在差异,但是总体效果达到了设计要求。硬件在环和模型在环的对比性试验充分证明了控制系统设计的合理性。