无刷双馈电机（Brushless Doubly-Fed Machine,BDFM）取消了电刷和滑环,维护成本低,可靠性高,可在不同工况下运行,具有变频器容量小、功率因数可调等优点,在变频调速系统中有着巨大的应用潜能。然而,BDFM是一个高阶、多变量、强耦合的非线性系统,其结构、运行机理以及数学模型和控制策略都比较复杂,直接转矩控制（Direct Torque Control,DTC）对电机参数的依赖小、鲁棒性强,十分适合应用于BDFM的调速控制。然而,BDFM的电磁转矩由两套定子绕组共同产生,应用于感应电机的DTC方法不能直接应用于BDFM,且DTC在低频下存在磁链和转矩脉动较大的问题。为此,本文采用理论分析、MATLAB仿真与样机实验相结合的方法,对BDFM的DTC策略及其改进方法进行深入研究。首先,根据BDFM的基本结构和运行原理,推导了BDFM在转子速dq坐标系下的数学模型,研究了BDFM的开环特性,并对仿真结果进行了分析;其次,推导并建立了BDFM的DTC系统,并在幅值限定型磁链观测器的基础上引入转速信号,对磁链观测部分进行了改进,较为有效地解决了电压模型在低频下磁链观测不准的问题;第三,针对传统DTC系统磁链、转矩脉动较大的问题,采用预期电压矢量估计,根据磁链和转矩误差的大小合成所需的控制电压,提出了预期电压DTC策略,抑制了传统DTC的磁链和转矩脉动;第四,对预期电压矢量估计模块进行了改进,采用自适应神经模糊推理系统（Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System,ANFIS）来生成预期电压矢量,从而摒弃了对数学模型的依赖,减小了计算量,提高了实时计算性能和控制效果;最后,在TMS320F28335的BDFM控制平台上,对DTC系统进行了实验验证。仿真和实验结果表明,DTC应用于BDFM具有良好的调速性能,改进后的磁链观测器使低频下的磁链观测更加准确,基于ANFIS的预期电压DTC可大大减小传统DTC的磁链和转矩脉动,达到了优化算法的预期效果,提高了系统的稳定性和鲁棒性。本文的研究结果为BDFM获得优良调速性能提供了理论与技术支持。