随着温室效应和能源危机的加剧,电动汽车因其零排放和低能耗受到世界各国和汽车厂商的青睐。电机作为电动汽车的核心动力部件,其运行性能和可靠性至关重要。相比于其他种类的电机,永磁同步电机（Permanent-Magnet Synchronous Motor,PMSM）因具有效率高、功率密度高、结构紧凑等优势,在电动汽车上得到了广泛的应用。然而,当PMSM发生相开路或短路故障后,若没有采取相关措施,将会产生较大的转矩脉动,进而严重影响车辆的运行性能。本文以五相PMSM为控制对象,针对其相开路和短路故障,开展了基于扰动观测器的容错直接转矩控制（Direct Torque Control,DTC）策略研究,实现了 PMSM在相开路和短路故障下的稳定无扰运行。主要研究内容如下:（1）在自然坐标系和两相静止坐标系中分别建立了五相PMSM的数学模型;并针对五相PMSM的特点,设计了基于三次谐波抑制的开关表DTC策略。（2）当PMSM发生单相开路或短路故障时,根据故障前后磁动势相等、铜耗最小和非故障相电流和为零的约束条件,求解出非故障相的电流,并推导出降阶变换矩阵;重新构造PMSM在两相静止坐标系上的数学模型以及空间电压矢量。基于三次谐波电流闭环控制思想设计了满足磁链和转矩控制要求的最优电压矢量容错开关表,有效抑制了反电势含三次谐波的PMSM的三次谐波电流;在定子磁链定向坐标系中构建PMSM的数学模型,设计扰动观测器,以观测外部扰动、相短路电流以及未建模部分导致的转矩脉动。在此基础上,提出了基于扰动观测器的容错DTC策略,并通过仿真验证了其可行性。（3）当PMSM发生两相开路或短路故障时,根据故障前后磁动势相等原则以及非故障相电流和为零的约束条件推导出剩余非故障相电流,并据此推导出Clark变换矩阵。在此基础上,在两相静止坐标系上建立故障电机的数学模型和空间电压矢量,并根据磁链和转矩的控制要求,设计容错开关表。最后,结合扰动观测器,提出基于扰动观测器的容错DTC策略,并通过仿真验证了其可行性。（4）搭建了五相PMSM实验平台,设计了基于DSPTMS320F2812和功率模块PM100CVA120的电机控制器。通过实验进一步验证了所提出的基于扰动观测器的容错DTC策略在PMSM单相开路及短路故障情况下的运行性能,并和PMSM在正常情况下的运行性能进行对比分析。实验结果表明:所提出的容错DTC策略不但能有效抑制PMSM相开路或短路故障导致的转矩脉动,而且能使故障PMSM具有和正常情况下相媲美的稳态和动态性能。