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永磁同步电动机(PMSM)具有结构简单、损耗小、效率高、功率密度高、运行可靠等优点,在交流调速系统中得到广泛应用;永磁同步电动机调速系统控制策略的研究更是近年来的研究热点。本文以永磁同步电动机为研究对象,为实现高性能控制,从内而外,分别对电流环、转速环常用控制策略进行深入分析和研究。首先,介绍永磁同步电动机结构、数学模型及矢量控制原理。从基本的电磁关系入手,简单分析矢量控制时的几种方法,根据不同方法的转速-转矩特性确定采用id=0的矢量控制。传统的双PI控制调速系统由于d、q轴电流耦合,存在动态特性差的问题,采用电压前馈解耦控制补偿耦合项,改善了调速系统的动态特性。接着,采用传统无差拍控制设计电流环,从原理上降低了定子电流的谐波含量。针对传统无差拍控制对系统参数依赖性较大的特点,设计改进无差拍电流控制器,降低了系统对参数变化的敏感度。由于FCS-MPC可实现单目标及多目标控制,适用于高性能传动控制,因此又采用FCS-MPC设计电流环,并对模型预测控制的寻优机理及其可产生的最大电流误差进行分析。针对FCS-MPC计算量大的问题,采用基于快速矢量选择的模型预测控制对FCS-MPC进行完善。然后,采用滑模趋近律控制设计转速环,较之PI控制提高了系统转速动态特性和抗扰性。先对简单易实现的等速趋近律进行分析,指出其趋近速度与滑模抖振水平之间的关系,并设计基于等速趋近律的滑模速度控制器。幂次趋近律与等速趋近律相比抖振小,但趋近速度慢,因而在其基础上提出了快速幂次趋近律,在有效提高趋近速度的同时进一步抑制抖振现象,解决了现有趋近律趋近时间久的问题。给出了快速幂次趋近律的转速滑模控制器设计方法与过程,构建了永磁同步电机滑模调速系统,提高了系统控制性能。最后,基于实验室现有资源,搭建永磁同步电动机调速控制系统的硬件平台,在平台上完成基于电压前馈解耦控制PMSM矢量控制实验、预测控制实验和滑模变结构控制实验,验证了本文所提控制策略的可行性和有效性。