电动汽车中装配变速器是提高其动力性和经济性的重要途径之一,借助驱动电机的快速响应特性可缩短换挡时间提高换挡品质,该过程对电机控制提出了转矩-转速模式切换的要求。目前利用电机模式切换进行电机转速调节的控制方法较为复杂,且转速调节时间长超调量大。本文针对上述问题,研究了提高转速响应速度和稳定性的永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)转矩-转速模式切换方法,并设计电机控制器硬件系统,通过实验验证硬件系统的性能以及切换方法的有效性。主要工作如下:(1)研究转子磁场定向矢量控制算法(Field Oriented Control,FOC)。设计滑模转速控制器、电流内环PI控制器以及空间矢量脉冲调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)算法模型,在Simulink平台中分别搭建转速模式和转矩模式电机控制模型,并仿真验证控制性能。(2)研究电机控制模式在线切换方法。搭建控制模式直接切换方法仿真模型并分析仿真结果,为进一步提高转速响应的快速性和稳定性,提出一种加入过渡过程的模式切换方案,通过对电磁转矩的精确控制,使电机转速达到目标转速时,电磁转矩恰好等于负载转矩。搭建该切换方案的仿真模型,仿真结果显示加入过渡过程后,升速和降速仿真环境下,稳定时间分别下降16.34%和4.39%,超调量分别下降93.33%和93.28%。(3)研究TC275芯片在电机控制器中的应用。搭建该芯片的最小系统,完成相关功能的驱动配置,以之为主控芯片设计面向48V/500w电机的控制器硬件系统,在参数匹配和器件选型的基础上,设计电机控制器主电路、控制电路和采样电路,并基于Altium Designer软件完成原理图和PCB绘制。同时,设计电机控制模式切换方法的软件程序。(4)搭建实验平台,完成硬件系统的功能调试和性能验证。基于调试结果,改进硬件系统电路设计。并基于硬件系统,验证加入过渡过程的电机模式切换方法的有效性。实验结果显示,相较于直接切换,升速和降速时,转速稳定时间分别缩短15.7%和3.5%,超调量分别下降77.78%和82.88%。