近年来,随着高性能稀土永磁材料以及新一代电力电子器件的发展,永磁同步电机由于体积小、质量轻、效率高、功率密度大等优点得到了重视,在工农业生产、军事和日常生活等方面的应用越来越广泛。永磁同步电机系统性能的高低主要取决于其系统的控制技术,因此,需要对电机控制技术进行深入研究。本课题首先简单介绍了永磁同步电机及其控制技术的发展情况,然后在不同的坐标系下对永磁同步电机的数学模型加以分析,在研究永磁同步电机的经典交流调速方法一矢量控制(VC)和直接转矩控制(DTC)基础上,重点研究模型预测控制(MPC)。矢量控制和直接转矩控制是目前工业上比较成熟的两种调速方法,矢量控制稳态性能好,调速范围广,但由于采用双闭环的方法动态性能稍显不足,同时PI参数的整定相对比较复杂。直接转矩控制采用滞环比较器和开关矢量表,动态响应快,鲁棒性好,但参数脉动较大,稳态性能一直被学者所诟病。模型预测控制思想简单,基于电机的模型选取控制变量并构造目标函数,计算选取使目标函数最小的矢量作为输出矢量,最终作用于永磁同步电机上。根据选取的控制变量不同,模型预测控制可以分为模型预测转矩控制(MPTC)和模型预测电流控制(MPCC),本文对二者都进行了研究,并指出各自的优缺点。本文通过MATLAB/Simulink建立仿真模型,搭建了以TMS320F28335为核心的实验平台,完成了矢量控制、直接转矩控制和模型预测控制的仿真和实验,并对这几种电机交流调速方法进行了量化比较,最后得出了相应的结论。仿真和实验结果证明了所做研究的可行性,达到了课题预期成果。