永磁同步电机传统单矢量预测转矩控制在一个控制周期内仅作用一组开关状态,且两电平逆变器可提供的离散电压矢量的数量有限,这使得系统稳态运行时转矩的控制精度不高。传统加入占空比调制的双矢量预测转矩控制策略虽然相比于单矢量预测转矩控制策略可以在一定程度上降低转矩波动,但是由于可选择的作用矢量的方向固定,转矩波动仍较大,且需要对占空比进行在线计算。针对永磁同步电机传统单矢量和双矢量预测转矩控制中转矩波动较大的问题,本文分别从改变开关时刻和利用广义双矢量扩展有限控制集的角度展开研究。本文首先针对传统单矢量预测转矩控制策略中由于逆变器开关时刻固定在控制周期开始或结束时刻,从而导致较大转矩波动的问题,提出将开关时刻平移至控制周期内部,并设计基于变开关点的合成矢量集合,根据期望电压矢量空间位置,从集合中直接确定出备选电压矢量及占空比,再通过价值函数筛选出作用矢量,实现永磁同步电机变开关点预测转矩控制。同时在变开关点预测转矩控制中对开关时刻进行平移,不会增加每个控制周期内开关状态的切换次数,所以不会引起较高的开关频率。针对传统加入占空比调制的双矢量预测转矩控制策略中,因可选择的作用矢量的方向固定导致转矩波动仍较大,且需要对占空比进行在线计算等问题。本文利用广义双矢量对有限控制集进行扩展,提出一种无需在线计算占空比的永磁同步电机双矢量预测转矩控制策略,该策略从扩展有限控制集的角度出发,使一个控制周期作用一个由两个基本矢量组合作用生成的合成矢量,来达到提高电机稳态控制精度、降低转矩波动的目的。同时通过离线构造包含占空比信息的备选电压矢量表,避免了占空比的在线计算。最后在两电平电压源逆变器馈电的永磁同步电机控制系统实验平台上对以上本文提出的两种控制策略进行实验研究。分别在不同工况下对本文提出的两种控制策略进行实验验证。