质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC）的工作温度低、启动速度快、功率密度高且不受卡诺循环的限制,被广泛应用于燃料电池汽车的动力源。直流电机能够将电能转化为机械能,成为汽车供热与空气调节系统和电子助力转向系统的重要组成部分。然而,非线性质子交换膜燃料电池供电的直流电机系统具有参数不确定性及外界干扰的特性,对直流电机的转速控制产生不良影响。为了克服系统参数不确定性及外界干扰对直流电机控制性能的影响,本文进行了如下研究。基于半经验模型,结合双层电容充电效应,建立了PEMFC动态模型。利用直流/直流降压（DC/DC buck）变换器作为PEMFC的稳压器及直流电机的驱动器,实现PEMFC输出电压调节以达到母线电压要求的同时,保证直流电机启动平稳且电压冲击小。利用全桥开关变换器,保证在驱动电压稳定的前提下实现直流电机的双向转动,形成驱动电压及转速可调可控的燃料电池驱动直流电机系统。通过状态空间平均法分别对DC/DC buck变换器和直流电机系统进行建模,结合PEMFC动态模型,建立控制导向型燃料电池供电的直流电机系统集总模型分析燃料电池供电的直流电机系统的输出特性,明确了在工作时由于环境温度、燃料电池老化现象、温度、压强、DC/DC buck变换器及直流电机系统参数的扰动、外界干扰所引起的系统参数不确定性与时变非线性。利用滑模控制,克服了系统的时变非线性与外界干扰对控制性能的影响。结合反演控制原理,将燃料电池供电地直流电机系统分解成多个更简单和阶数更低的子系统,通过设计Lyapunov函数保证系统的稳定性,实现对系统的有效控制和全局调节。利用神经网络逼近原理,提高了不确定参数的逼近精度,形成基于神经网络逼近的自适应反演滑模控制器（Adaptive Backstepping Sliding Mode Control,ABSMC）,克服了非线性系统参数不确定性及外界干扰对直流电机控制性能的影响。在MATLAB/Simulink中建立燃料电池供电的直流电机系统及其控制器模型,并进行仿真分析。进一步地,为了验证所设计的控制系统在硬件设备上的可行性,搭建燃料电池供电的直流电机系统实验平台,并进行实验验证。结果表明,与传统的比例积分控制相比,基于神经网络逼近的ABSMC控制器驱动电压控制响应时间提升62.5%,转速控制响应时间提升53.7%,且明显地提高了系统的鲁棒性。