开关磁阻电机（SR电机）的转矩脉动及其振动、噪声是SRD系统的显著缺点，如何抑制转矩脉动历来都是SRD研究的难点与热点问题，目前关于控制优化研究的较多，而关于电机本体优化的研究相对较少，且已有的控制大多未考虑互感对转矩的影响。针对上述问题，本文在综合分析SR电机转矩脉动机理的基础上，结合粒子群算法快速收敛、全局寻优的优点，主要通过对电机结构的优化设计、功率变换器拓扑结构的改进、瞬时转矩补偿控制策略的应用三方面共同实现转矩脉动的全局优化。首先通过推导SR电机输出方程进行了系统完整的结构设计，尤其是针对应用最广泛的四相8/6极结构，利用稳态有限元法分析了计及互感耦合、饱和效应，且考虑因单、双相励磁模式以及长、短磁路连接方式差异对磁链特性、电感特性、矩角特性的影响。实测了一台SR样机的自感及互感特性，验证了有限元仿真的准确性。建立了SR电机场-路-运动耦合分析模型，分别利用时步有限元法和实验对SR电机从起动到稳态运行特性进行了详细研究。其次从电机本体结构设计的角度考虑，研究如何从源头对其性能进行优化，通过有限元法分析电机磁极形状对目标函数的影响，得出与之相关的优化变量和约束条件。利用广义回归神经网络的训练获取了目标函数的数学模型，并且通过自适应粒子群算法求解非线性、多变量、多约束条件的SR电机优化设计问题，计算程序可推广至任意相数、任意结构的电机，为SR电机的优化设计提供了一种通用算法。同时从如何优选电机控制参数及优化功率变换器拓扑结构的角度出发，在推导计及互感的SR电机两相导通基本方程并采用Simulink非线性建模的基础上，深入研究开关角、斩波频率对相电流及转矩脉动的影响，为合理选择控制参数提供了有力依据；基于电容补偿原理，提出一种两相励磁功率变换器拓扑结构的改进方案，减小转矩脉动的同时提高了系统功率因数及效率。最后基于粒子群-广义回归神经网络算法求解转矩逆模型，实现了SR电机瞬时转矩控制，且针对两相励磁模式，考虑到偶数相电机长磁路连接互感较大的缺陷，特别加入互感转矩补偿模块，对计及互感转矩的SR电机低转矩脉动调速系统进行了仿真研究，有效减小了因互感产生的负转矩，转矩脉动显著减小。搭建了SRD系统实验平台，分别分析了常规PWM控制及瞬时转矩控制对相电流、输出转矩及其脉动的影响，并且依次进行了稳态运行、动态运行的实验研究，结果表明瞬时转矩控制策略使得相电流更平稳，鲁棒性更强，抗干扰能力更好，实现了SR电机转矩脉动的全局优化控制。