矩阵变换器-永磁同步电机系统以其在功率密度、运行效率、响应速度等方面的优势，在推动高端装备制造的国产化、自主化过程中具有重要地位。本文针对矩阵变换器-永磁同步电机系统传统直接转矩控制策略输入电流质量偏低、转矩磁链波动过大及开关频率不固定问题，开展一系列研究，建立并提出了矩阵变换器-永磁同步电机系统评价体系，并基于评价体系提出了三种新型直接转矩控制策略。提出矩阵变换器-永磁同步电机系统评价体系。在评价体系的建立过程中，将矩阵变换器和永磁同步电机统一建模，综合运用离散平均、统计分析等方法，逐步形成评价函数、影响因子等表现形式。评价体系揭示了变换器全部开关状态到电机侧转矩、磁链及电网侧无功电荷量的本质非线性映射规律，为新型矩阵变换器-永磁同步电机系统直接转矩控制策略的提出奠定了理论基础。提出矩阵变换器-永磁同步电机系统主从矢量直接转矩控制策略。基于评价函数分析了变换器有效矢量对电机转矩、磁链的控制规律，建立矩阵变换器开关表，提出主、从矢量选择机制及相应的占空比计算方法。主从矢量策略可合理调配多个开关状态，使电机系统实现快速的动态响应和精细、平滑的稳态性能。提出矩阵变换器-永磁同步电机系统占空比优化直接转矩控制策略。基于影响因子对主从矢量策略的占空比计算过程进行优化，进而提出一种简易的占空比控制策略，探讨了主从矢量策略与占空比优化策略的控制特点。占空比优化策略是一种理想的折中控制方案，具有计算简单、鲁棒性高、转矩控制效果好等特点。提出矩阵变换器-永磁同步电机系统最优矢量直接转矩控制策略。基于影响因子开关表揭示了变换器全部开关状态对电机侧转矩、磁链及电网侧无功电荷量的控制规律，结合优化控制理论建立目标函数，实现变换器开关状态的择优选取。最优矢量策略不仅结构简单、控制灵活，而且可合理利用变换器旋转矢量，改善电机系统输入、输出波形质量。构建一套高可靠性的矩阵变换器-永磁同步电机系统样机，对传统策略和三种新型控制策略进行实验研究，结果表明，三种新型控制策略均可有效解决传统策略存在的问题，且保持传统策略无需转子位置、转矩响应迅速等特点，证明了本文理论分析的正确性和控制策略的有效性。