21世纪以来，随着能源和环境对人类生活和社会发展的影响越来越大，国际石油资源日益匮乏，各种新能源汽车应运而生。而电动汽车又是其中重要的一部分。具有零排放，噪声小，结构简单等优点，推广电动汽车有利于大幅度减少汽油消耗，合理利用电能。调整能源结构，为解决城市污染问题和解决一次能源的短缺开辟了一条新途径。

而电机控制系统是电动车设计中的关键技术，其中各种电机以及相应的控制策略研究发展迅速，主要电机种类如直流电动机、交流感应电动机、开关磁阻电动机和永磁同步电动机等，其中我国因为稀土资源丰富，永磁同步电动机具有良好的发展前景，因此本人的毕业设计旨在研究永磁同步电动机的相关控制策略。

同步电机的定子绕组做成三相正弦分布绕组，当用永磁体替代转子，在定子绕组中通入三相对称交流电时，就能产生恒定电磁转矩，同时在定子绕组中感应出正弦反电势波。我们把这类同步电机称之为永磁同步电机（Permanent MagnetSynchronous Motor，简称PMSM）。如果将采用集中绕组的电励磁直流电动机的转子改变成定子，通入三相方波对称电流时，也能产生恒定电磁力矩此时定子绕组感应的反电势波形是梯形，我们称之为无刷直流电动机（The Brushless DC Motor，简称BLDC）。

永磁同步电动机由于其空载气隙磁通密度空间分布接近正弦形，减少了气隙磁场的谐波分量，从而减少了由谐波磁场引起的各种损耗和谐波转矩以及由谐波转矩引起的电磁振动，提高了电机的效率，并且使得电机在运行时转动更加平稳，噪声也得到了降低。同时，正弦波永磁同步电动机可根据多种矢量控制方法来构成变频调速系统，实现高性能、高精度的传动。

与交流异步电机相比，永磁同步电机具有下列优点：由于没有笼型转子，稀土永磁同步电机与异步电动机相比，具有较低的惯性，对于一定的电动机转矩就有较快的响应，即转矩/惯性比异步电动机的高；永磁同步电动机无转子损耗，所以效率更高；异步电动机需要定子励磁电流，而永磁同步电动机已存在于转子，对于同等容量输出，异步电动机效率低,需要更大功率的整流器、逆变器；异步电动机控制要比永磁同步电动机复杂；永磁同步电动机功率密度较高。 我国是盛产永磁材料的国家，特别是稀土永磁材料钕铁硼资源在我国非常丰富，稀土矿的储藏量为世界其他各国总和的4倍左右，号称“稀土王国”。稀土永磁材料和稀土永磁电机的科研水平都达到了国际先进水平。因此，对我国来说，永磁同步电动机有很好的应用前景。

为了提高永磁同步电机控制系统性能，使其具有更快的响应速度、更高的转速精度、更宽的调速范围，其动、静响应能够与直流电机系统相媲美，专家学者提出了各种新型控制策略用于永磁同步电机控制”

1)矢量控制

1971年，西门子工程师F·Blaschke首次提出了矢量控制理论，使交流电机控制理论获得了一次质的飞跃。其基本思想为：以转子磁链旋转空间矢量为参考坐标，将定子电流分解为相互正交的两个分量，一个与磁链同方向，代表定子电流励磁分量，另一个与磁链方向正交，代表定子电流转矩分量，分别对其进行控制，获得与直流电机一样良好的动态特性。因其控制结构简单，控制软件实现较容易，已被广泛应用到调速系统中。

永磁同步电机矢量控制策略与异步电机矢量控制策略有些不同。由于永磁同步电机转速和电源频率严格同步，其转子转速等于旋转磁场转速，转差恒等于零，没有转差功率，控制效果受转予参数影响小。因此，在永磁同步电机上更容易实现矢量控制。

2)直接转矩控制