随着我国城轨列车技术的不断发展,永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Machine,PMSM)牵引系统开始得到广泛的关注。与传统三相PMSM牵引系统相比,多相PMSM具有诸多显著优点:功率密度更高、体积更小、容错性强;输出转矩脉动小且运行噪音低;控制自由度增多,控制策略更加丰富。本文以五相内嵌式永磁同步电机为研究对象,以基于最大转矩电流比的矢量控制算法为基础,研究了电感参数辨识算法及多模式调制算法,该调制算法结合了空间矢量脉宽调制(Space vector pulse width modulation,SVPWM)及特定次谐波消除脉宽调制(Selected harmonic elimination pulse width modulation,SHEPWM),并设计多模式调制切换算法,克服了不同调制之间切换时造成的转矩与电流冲击问题。首先,本文推导了五相永磁同步电机在不同坐标系下的数学模型,介绍了五相电压源型逆变器的工作原理,详细分析并总结了32个空间电压矢量在α1-β1基波空间及α3-β3谐波空间中的分布规律。其次,研究了矢量控制及最大转矩电流比控制的原理,并结合五相内嵌式永磁系统的特点,介绍了五相PMSM基于最大转矩电流比的矢量控制策略;为减少控制系统对电感参数的依赖性,增强系统的稳定性,分析了带有遗忘因子的递推最小二乘法(Forgetting Factor Recursive Least Square Algorithm,FRLS)的原理,并结合五相PMSM数学模型,采用基于递推最小二乘法的五相PMSM电感辨识算法,利用该算法可以对电机的直轴电感L_d及交轴电感L_q进行在线辨识。然后,研究了相邻两矢量SVPWM算法(Nearest two vectors-SVPWM,NTV-SVPWM)及最近四矢量SVPWM算法(Nearest four vectors-SVPWM,NFV-SVPWM)两种适用于五相PMSM的SVPWM算法,并对两种调制算法的优缺点进行了对比;研究了SHEPWM算法的基本原理,详细推导了五相SHEPWM算法开关角的求解过程,设计出适用于五相系统的SHEPWM算法;结合对五相系统的SVPWM算法及SHEPWM算法的分析,设计出适用于五相系统的多模式调制算法,并从永磁同步电机的等效电路模型出发,研究了多模式调制切换算法,克服了切换时造成的冲击问题,实现转矩与电流的平滑过渡。最后,设计搭建了DSP+FPGA控制器并结合RT-LAB半实物实验平台,对本文所提算法进行了硬件在环半实物验证,实验结果证明了算法的有效性与正确性。