永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)是一种通过永磁体产生同步旋转磁场的同步电机,具有结构简单、效率高、发热小等特点,在工业、交通和家用电器等领域具有广泛应用。永磁同步电机直接转矩控制(Direct Torque Control for Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM-DTC)理论,是一种建立在直接对PMSM转矩进行控制基础上的电机控制理论,与其它控制方法相比具有控制方法简单、响应快、对系统扰动敏感度低等特点,已经成为了PMSM控制领域的热点研究问题。在电机实际运行过程中,各种复杂的工况都会使得系统是非线性的,传统的PMSM-DTC技术存在一定不足。云模型理论是一门研究模糊性与随机性的新兴学科,对于智能控制领域具有重要的实用价值。云模型理论不需要精确的数学模型,通过利用推理规则就可以将定性的语言转换为定量值,实现对非线性系统的控制。本文将云模型理论与传统PMSM-DTC理论相结合,改善非线性状态下PMSM的控制性能。同时,针对在实际应用中PMSM-DTC系统使用传感器和定子电阻阻值变化的问题,提出对应措施对系统进行优化研究。本文主要内容包括:首先,本文简单介绍了PMSM三种常用的坐标系并通过数学推导给出了这三种坐标系之间相互变换的变换矩阵,然后描述了PMSM在这三种不同坐标系下的数学模型,以此为基础建立了传统PMSM-DTC控制的原理图,通过对原理图的分析详细阐述了传统的PMSM-DTC控制系统的工作原理,对传统PMSM-DTC系统进行仿真分析,阐述传统PMSM-DTC方法存在的不足。其次,提出一种基于云模型自整定PI控制器的直接转矩控制方法,通过转速误差及其误差变化率作为云模型推理规则的输入条件,实现PI参数的实时整定,保证电机的控制性能。建立基于云模型的PMSM-DTC系统仿真模型,通过仿真验证了基于云模型的PMSM-DTC控制方法的有效性。最后,针对使用机械式传感器带来的系统运行成本增加和系统稳定性无法保证的问题,采用滑模观测器实现PMSM转速的无传感器观测;针对在实际应用中定子电阻阻值变化问题,设计一个定子电阻观测器实现运行过程中电阻阻值观测的目标,实现PMSM-DTC在实际应用中的系统优化。