随着电力电子技术和控制理论的发展,交流电机控制策略应用范围越来越广。而永磁电机也随着永磁材料的不断发展而被广泛应用于各种工业领域,如机器人和数控机床等。其中交流电机主要的控制方式有变频控制,矢量控制和直接转矩控制。直接转矩控制是在定子坐标系下建立交流电机的数学模型,利用滞环控制器控制电机的磁链和转矩,不必像矢量控制那样进行复杂的解耦计算。在矢量控制中必须求出转子磁链,需要用到电机转子电阻和电感参数,电机旋转时,电感参数发生变化,所以不易观测到转子磁链。而在直接转矩控制中,需要对定子磁链进行计算,所以只要知道电机的定子电阻就可以,所以磁链不易受到参数变化影响。但是,由于直接转矩控制中对磁链和转矩的控制采用的是Bang-bang控制(滞环控制),因此会产生转矩脉动较大的问题。针对传统直接转矩控制系统中磁链和转矩脉动较大的问题,该项研究设计了基于模糊控制和预测控制的直接转矩控制系统。它在转速环用模糊PI控制取代传统PI控制,用预测控制器来取代滞环控制器,实时预测施加不同电压矢量时磁链和转矩的变化,可以确保施加电压的准确性。在理论分析的基础上,使用Matlab/Simulink对传统的直接转矩控制系统和改进型直接转矩控制系统进行了仿真对比研究,验证了新方法的有效性。最后,该项研究进行了基于FPGA的硬件电路设计和软件设计部分。以FPGA处理器为核心,驱动电路部分采用智能功率模块,进行了硬件电路方面的设计。软件部分是对控制系统的主要模块进行了设计。