永磁同步电机因其具有结构简单、效率高、易维护等优点而受到越来越多关注,而电力电子器件的集成化、小型化以及微控制器处理性能的飞速发展,使得其在中小功率应用场合得到广泛应用。本文以与上海安沛动力科技有限公司合作的“新型健身车高性能阻力控制策略的研究”课题为背景,在对传统健身车阻力调节机构分析的基础上,提出利用矢量控制下的永磁同步电机进行高精度转矩控制实现健身车阻力调节。重点围绕采用SVPWM调制下逆变器死区效应产生的转矩脉动、运行噪声等影响健身车骑行体验的问题,对永磁同步电机死区效应产生原因和补偿方法进行深入研究。本文首先描述了永磁同步电机结构布局,建立不同参考系下数学模型,之后重点对逆变器死区效应进行分析,推导了死区时间、逆变器开关器件动作频率、直流供电电压以及功率因数等扰动所产生影响的表达式,并在MATLAB/Simulink中对上述影响进行仿真验证。针对直接对三相电流极性检测的常规补偿方法中存在的只能进行固定偏差电压补偿的缺点,本文提出了两种改进型补偿方法,分别是基于干扰观测器的在线死区补偿和基于模糊控制的电流反馈型死区补偿,其中基于干扰观测器的在线死区补偿方法根据电机参数建立系统名义模型,将嵌入的死区时间、开关器件非理想动作、供电电压波动等造成的偏差电压视作扰动电压进行在线观测并前馈补偿,实现对干扰的抑制。针对零电流钳位现象造成的电流检测的模糊性,基于模糊控制的电流反馈型死区补偿根据过零点处电流及电流斜率特征优化电流方向判定策略,减小反复过零以提高补偿精度。选取相电流谐波率、转矩波动为主要控制性能指标,在MATLAB/Simulink中完成三种不同死区补偿方法的对比仿真实验,仿真结果表明了所提出死区补偿方法的优越性。最后,开发基于STM32F103的健身车用永磁同步电机控制系统控制器,完成相关软、硬件设计,实现基于i_d=0的无死区补偿矢量控制和基于干扰观测器的死区补偿控制,并对两种实验结果进行对比分析,再次表明了本文所提出补偿方法可以有效削弱死区效应带来的不利影响。