柴油发动机现已广泛应用于钻井平台当中，但是柴油发动机的机械特性较软，在有冲击性力矩负载的工况下易出现转速大幅跌落甚至堵转等现象。本文提出一种基于磁同步电机的力矩补偿控制方法，在柴油机输出轴上同轴连接一台可短时高倍过载的永磁同步电机以快速补偿突加力矩负载。本文就基于永磁同步电机的力矩补偿控制策略展开研究。首先，在建立基于交流电机力矩补偿单元的双输入控制系统基础上，分析了柴油发动机在突加力矩负载工况下的力矩调节特性，并在Matlab/Simulink软件中搭建仿真模型，分析转速跌落原因。选择永磁同步电机作为力矩补偿控制电机，并对其建立数学模型，为后面章节力矩补偿控制策略奠定基础。其次，在对补偿用永磁同步电机控制中采用直轴电流为0的双闭环矢量控制方案。为识别力矩大小并快速补偿突加力矩，本文提出一种由模糊控制技术与传统PI控制器相结合而构造成的混合模糊PI控制器的控制方法。分析了不同隶属函数对控制效果的影响，并采用了Mamdini模糊推理方法制定了对应的模糊控制规则，从而实现了根据转速和力矩大小调节电机力矩输出，使柴油机转速维持在一定的范围内，达到了快速补偿力矩的目的。再次，考虑到系统应用环境，提出采用基于无位置传感器技术的控制方案。研究一种基于滑模观测器的转子位置估算方法，在电机两相静止坐标系下构建滑模观测器，并分别对直接计算法和应用锁相环的估算方法进行对比研究。进而提出构建一种包含反电动势观测环节的扩展滑模观测器，最终通过建立模型参考自适应系统，结合适当的自适应律来提取电机转子的位置信号，并将其应用在力矩补偿控制系统中。在本文的最后部分，搭建了围绕DSP TMS320F2812控制芯片的力矩补偿控制系统实验平台，使用一台1kW表贴式永磁同步电机进行相关实验验证。实验结果表明，应用模糊PI控制器的力矩补偿控制系统能够识别力矩并可快速补偿被施加于柴油发动机主轴上的力矩波动；结合扩展滑模观测器和模型参考自适应系统的估算方式具有较高的估算精度，可以应用在实际的控制系统当中。