近年来,能源短缺和环境污染等问题日益严重,高效节能的新能源汽车得到了快速的发展。随着永磁材料价格的下降和电力电子技术的发展,永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)因其结构简单、转速平稳,动态响应快等优点在新能源汽车上获得了广泛的应用。直接转矩控制(Direct Torque Control,DTC)由于结构简单,转矩响应速度快等优点,成为了永磁同步电机的研究热点之一,但同时也存在着转矩、磁链脉动大,逆变器开关频率不稳定等问题。本文从永磁同步电机直接转矩控制系统展开研究,介绍了永磁同步电机的发展背景,分析国内外永磁同步电机的控制策略,并将表贴式电机作为研究对象推导出了电机的数学模型。在此基础上分析了直接转矩控制系统工作原理,并对各个模块进行了介绍,建立了传统永磁同步电机直接转矩控制系统的仿真模型。对于传统直接转矩控制系统中滞环控制器受限于滞环宽度的影响,采用滑模控制策略对电机的转矩和磁链进行观测。针对传统滑模控制策略容易产生抖振的缺点,采用基于二阶Super-Twisting算法的滑模控制策略,设计了转矩、磁链控制器。考虑到传统PI控制无法实时调整参数,采用模糊PID控制策略代替转速环的PI控制。考虑到传统直接转矩系统电压矢量不足的缺点,采用二极管钳位三电平逆变器与空间矢量脉宽调制算法结合减小脉动并稳定频率。首先分析了三电平逆变器的结构及工作原理,详细论述基于预期空间电压矢量的空间矢量脉宽调制策略(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)实现方法,并采用以负小矢量为初始矢量的七段式调制方法应对逆变器中点电压不稳定问题。结合滑模控制策略,在Matlab/Simulink平台上进行了仿真实验,仿真结果验证了所提出策略的正确性。