本文以永磁同步电机为研究对象,对基于非奇异快速终端滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制系统与新型三矢量模型预测电流控制系统两方面分别展开研究。针对传统滑模观测器永磁同步电机无传感器控制系统中的抖振现象,提出了非奇异快速终端滑模观测器算法;针对单矢量、双矢量两种系统中电机相电流存在脉动较大等问题,提出了新型三矢量模型预测电流控制算法。(1)建立了三相静止坐标系与两相旋转坐标系下永磁同步电机的数学模型。推导了坐标变换的常用矩阵Clarke变换、Park变换以及二者的逆变换反Clarke变换、反Park变换。对三相电压源逆变器输出空间电压矢量的原理做了简要说明。(2)研究了基于非奇异快速终端滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制。指出了基于传统滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制系统存在抖振现象,并分析了其原因。为了实现对电机转子位置和速度的准确估计,必须抑制控制系统存在的抖振,本文建立了基于d-q轴坐标系下的非奇异快速终端滑模观测器,该观测器兼顾了线性滑模与非奇异终端滑模的优点,设计的滑模控制律符合系统的稳定性要求。此后,通过非线性跟踪微分器获得平滑的d-q轴反电势,并利用锁相环原理从d-q轴反电势中调制出电机转子速度以及位置信息。MATLAB/Simulink仿真实验结果表明所提方法可有效抑制抖振现象。(3)对永磁同步电机新型三矢量模型预测电流控制进行研究。分别设计了单矢量、双矢量与新型三矢量模型预测电流控制系统,针对前两者输出电压矢量方向、幅值均受限且电机电流脉动较大的问题,提出一种新型三矢量模型预测电流控制策略,通过6次在线电流预测选择第一最优电压矢量;在选择第二最优电压矢量时只需判断第一最优电压矢量所产生预测电流值与参考电流之间的误差矢量所处扇区编号,其选取原则是减少该电流误差;最后引入零矢量调节输出电压矢量幅值,故输出电压矢量方向、幅值均可调节。基本电压矢量作用时间由d、q轴电流无差拍控制原则计算得出。MATLAB/Simulink仿真对比实验可以看出,新型三矢量模型预测电流控制策略能有效降低电机相电流脉动。(4)对双矢量模型预测电流控制系统与新型三矢量模型预测电流控制系统进行了实验验证,实验波形表明了所提方法的有效性与准确性。