无齿轮永磁同步曳引机具有体积小、机械效率高、可实现低速大转矩等优点,使得越来越多的无机房电梯系统采用其作为电梯的驱动装置。但电梯曳引机在起动过程中,曳引轮会受到非线性时变的扰动转矩,从而产生起动冲击。若曳引机在零伺服期间,其输出转矩不能实时地平衡这些扰动转矩,会使曳引轮反向转动,产生轿厢倒溜现象,这严重影响了电梯起动平稳性和乘梯舒适性。传统的曳引机控制系统采用称重传感器来实时获取外部负载信息,但其信号易受到电磁干扰,且增加了成本。因此,本文将主要针对无称重传感器的垂直式电梯用的无齿轮永磁同步曳引机起动转矩控制策略进行研究。针对电梯曳引机在起动过程中,负载转矩存在强扰动的现象,分析其在起动过程中的负载转矩特性。建立扰动转矩的仿真模型,并在理想和实际扰动转矩条件下对不同负载作用下的曳引机起动转矩PI控制系统进行仿真分析,指出当曳引机受到非线性时变扰动转矩时,传统PI控制策略存在电梯起动平稳性低的问题。为了降低曳引轮和轿厢的倒溜程度,从而提高电梯起动平稳性,提出双环预测控制策略,其中速度环采用单矢量模型预测控制,电流环采用无差拍预测控制。对在不同负载转矩作用下的电梯曳引机双环预测控制系统进行仿真分析,验证预测控制策略相对于传统PI控制策略的优越性。为进一步提高曳引机控制系统的抗干扰能力,提出基于扩张状态观测器的双环预测控制策略。在预测控制器中引入基于扩张状态观测器的负载转矩前馈补偿构成二自由度控制系统,以降低负载转矩扰动和未建模动态等带来的模型失配对控制系统的影响,并通过理论和仿真分析验证负载转矩观测器的稳定性和有效性,进一步降低起动冲击和提高电梯起动平稳性。针对曳引机在实际运行过程中,转动惯量摄动导致预测控制器模型失配,从而影响电梯起动平稳性的问题,提出基于转动惯量辨识的可变参数预测控制策略。分析转动惯量对曳引机预测控制系统的影响,通过模型参考自适应法在线辨识曳引机转动惯量,并将转动惯量辨识值引入速度预测控制器和扩张状态观测器中以消除控制系统转动惯量相关参数,在线修正控制器模型。对不同负载转矩和转动惯量作用下的可变参数预测控制系统进行仿真分析,验证其相比含有转动惯量的参数不可变预测控制系统具有更好的控制性能,可有效抑制大转动惯量作用下的转速输出超调,降低曳引轮和轿厢的倒溜程度,提高电梯起动平稳性。