能源安全和环境保护这两大问题促使了电动汽车成为汽车行业未来的主要发展方向。电驱动系统作为电动汽车的主要动力源,其控制性能直接影响电动汽车的经济、动力、安全及舒适等多项指标。面装式永磁同步电机（Surface Mounted Permanent Magnet Synchronous Motor,SMPMSM）因其结构简单、功率密度高、体积小、效率高等优点,在电驱动系统领域获得了广泛的应用。论文围绕模型预测转矩控制的SMPMSM驱动系统稳态控制性能及鲁棒性提升等亟待解决的关键技术问题,重点开展扩展控制集双梯度寻优的模型预测转矩控制、无模型定子磁链观测器、无模型预测转矩控制关键技术研究,对于实现电动汽车电驱动系统转矩控制性能及鲁棒性的提升具有重要的理论研究意义和工程应用价值。论文首先建立SMPMSM数学模型,再介绍基于模型的预测转矩控制,为了提升有限控制集模型预测转矩控制系统的稳态性能,提出扩展控制集预测转矩控制（Extended Control Set-Model Predictive Torque Control,ECS-MPTC）,其实现思路是利用磁链矢量将多目标控制的代价函数转化为单控制目标代价函数,避免权重因子整定,基于单目标代价函数的空间分布特性,提出“类经纬线”划分生成扩展控制集中的虚拟电压矢量,并依靠快速寻优确定最优矢量所在扇区。在最优扇区内,匹配生成的扩展控制集,利用双梯度下降法获得逆变器最优电压矢量。再通过与离散空间矢量调制（Discrete Space Vector Modulation,DSVM）生成虚拟电压矢量的枚举方案的综合对比,证实所提出的控制方案在降低计算负荷及提升系统稳态性能的技术优势。其次,从全阶定子磁链观测器入手,设计无模型定子磁链观测器,旨在实现定子磁链的准确获取,再建立电流和磁链的超局部预测模型,形成完整的无模型预测转矩控制方案,旨在提升预测转矩控制的SMPMSM驱动系统控制性能及鲁棒性。在理论分析的基础上,藉由SMPMSM驱动系统仿真和实验研究,验证所提出的扩展控制集双梯度寻优预测转矩控制、无模型预测转矩控制的合理有效性。