永磁同步电机结构简单紧凑,具有功率密度高、效率高以及动态性能优越的特点,能够在很宽的速度范围内进行调速,被广泛应用于工业生活的各个领域。在永磁同步电机的调速系统中,通常采用矢量控制和直接转矩控制方案进行双闭环调速控制。为了抑制出现过大的超调,对控制系统内环和外环的带宽进行匹配限制,这影响了永磁同步电机的动态性能。近年来有限控制集合模型预测控制(FCS-MPC)作为一种新的控制方案被应用于永磁同步电机的控制中,其采用的目标函数能同时对多项目标进行约束,从而满足在实际应用中提出的多目标控制要求。本文在有限控制集合模型预测控制的理论基础上,研究了永磁同步电机的直接速度控制(DSC)方法。将速度和电流集合在一个控制环中进行控制,舍去了传统控制方案中的双闭环串级调速结构。在永磁同步电机动态数学模型的基础上建立了预测模型,根据预测模型预测出永磁同步电机下一时刻的状态,通过目标函数从八个开关状态中选出相对最优的开关状态以驱动永磁同步电机运行,从而实现永磁同步电机的直接速度控制。考虑了算法运行时因大量计算而产生的计算延时并对其进行了补偿。对不同电流控制策略下的电流工作点轨迹控制问题以及各控制目标间存在的制约问题进行分析,采用动态调整权重因子的方法实现了恒转矩角控制和单位电流最优转矩控制。通过MATLAB仿真和物理实验的方式验证方案的可行性,并与串级结构的矢量控制调速方案进行了对比。实验结果表明采用直接速度控制方案能够方便地加入控制目标和约束目标,实现永磁同步电机的多目标控制,并且能够获得优越的动态性能。