永磁同步电机因其高功率密度、高效率、高可靠性等特点,在工业控制领域中得到了广泛的应用。目前,永磁同步电机控制系统的研究受到了广泛的关注,如何高效地控制永磁同步电机对推动社会进步、提高生产效率和节能减排等都具有重要的意义。而直接转矩控制作为一种高性能的交流调速方法,其是一个研究热点。本文以永磁同步电机为研究对象,首先介绍了它的结构、特点及其控制策略,并综述了永磁同步电机直接转矩控制系统的研究现状。之后,在分析永磁同步电机的数学模型和直接转矩控制理论的基础上,建立了一个永磁同步电机直接转矩控制系统仿真模型。仿真结果表明,该系统存在转矩脉动大、抗扰性差等问题。针对此类问题,本文对原系统做出两处改进。改进之一,引入模糊控制理论来改进转矩环,即采用模糊控制器来取代转矩环中的磁链、转矩滞环比较器。模糊控制器通过对定子磁链误差、电磁转矩误差和定子磁链角度等级进行细分,从而优化电压空间矢量的选择。同时,为了减小模糊控制规则数,提出了一种定子磁链角度映射的方法,并分析零电压矢量的作用,将其引入到模糊控制器以进一步减小转矩脉动。改进之二,引入自抗扰控制技术来改进转速环,即采用自抗扰控制器来取代转速环中的PI控制器。自抗扰控制器通过为输入信号安排过渡过程,对系统所受扰动进行观测并补偿,从而得到精确的电磁转矩给定值。最后,在理论分析的基础上,建立了一个基于自抗扰技术的永磁同步电机直接转矩模糊控制系统仿真模型。仿真结果表明,与原系统相比,改进后的系统具有动态性能好、转矩脉动小、抗扰性强、鲁棒性好的特点。