随着近些年永磁材料生产加工技术不断提高,永磁同步电机逐渐成为电动汽车的主流驱动电机,电机的控制算法也成为热门的研究领域。电机控制系统作为电动汽车的核心技术之一,应当保证车辆的负载能力和车速区间符合电动汽车的要求并实现对电机转速和转矩的精准控制。论文首先分析了永磁同步电机的数学模型和传统直接转矩控制的基本原理,为论文后续电机控制系统设计奠定基础,同时紧密结合电动汽车的要求对传统直接转矩控制系统的性能进行了仿真测试。针对传统直接转矩控制负载能力不足、转速范围窄、转矩脉动大等问题,在直接转矩控制的框架下加入了最大转矩电流比控制和弱磁控制并完成了系统的设计和仿真测试,结果表明控制策略细化后的系统负载能力得到了有效提高,转速范围符合电动汽车的要求。为了解决转矩脉动较大的问题,将滑模变结构理论引入直接转矩控制中。分别设计了指数趋近律滑模控制器和超扭曲滑模控制器来替代传统直接转矩控制中的滞环控制器,仿真证明电机转矩脉动得到了有效削弱。文章的最后搭建了永磁同步电机控制系统测试平台,介绍了平台的主要组成部分和控制系统数字化的实现方法,利用测试平台对基于超扭曲滑模的直接转矩控制系统进行了性能测试,实验证明系统的各项性能基本符合电动汽车电机控制系统的要求。