永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有结构简单、工作效率高、功率密度大等优点,因此在航空航天、轨道交通等工业生产领域获得了广泛应用。然而逆变器作为整个调速系统的关键一环,其功率开关器件却存在着一定的隐患,一旦发生短路或断路等状况,轻则产生很大的转矩脉动影响生产,重则电机系统烧毁引发安全事故;同时传统的PI控制策略已经愈发不能满足现代工业应用对于电机调速系统越来越高的动静态性能和鲁棒性要求,所以研究四开关/六开关逆变器驱动的PMSM高性能控制算法对于实现调速系统性能的改善变得愈发重要。首先,提出了四开关逆变器驱动的无速度传感器PMSM预测控制方法。针对四开关逆变器驱动的PMSM矢量控制系统,设计了模型预测速度控制器取代PI速度调节器,考虑到预测算法基于模型的特性,引入离散扰动观测器对负载转矩进行估计和补偿,提升了调速系统的鲁棒性;在此基础上,设计了级联式滑模观测器对电机位置和速度进行实时估计,从而构成了四开关逆变器驱动的无速度传感器PMSM预测控制系统。通过在MATLAB/Simulink中进行仿真实验,验证了所设计方法的正确性和可行性。然后,提出了四开关逆变器驱动的PMSM离散模糊滑模FCS-MPC方法。针对四开关逆变器驱动的PMSM调速系统,在已有带扰动补偿的速度预测控制器基础上,设计了基于离散模糊滑模的FCS-MPC电流控制器。将FCS-MPC控制方法与离散滑模控制方法相结合,引入模糊控制对滑模增益进行自适应动态调整,从而改善了电机内部参数摄动时的系统鲁棒性。通过在MATLAB/Simulink中与传统PI、FCSMPC控制方法进行仿真对比实验,验证了所设计方法的正确性和可行性。最后,提出了六开关逆变器驱动的PMSM滑模预测控制方法。针对六开关逆变器驱动的PMSM矢量控制系统,设计了带NDOB的积分滑模控制器取代PI转速调节器,设计了无差拍预测电流控制器取代PI电流调节器,从而构成了六开关逆变器驱动的PMSM滑模预测控制系统。通过在永磁同步电机半实物仿真平台中与传统PI控制方法进行相关的对比实验,验证了本文方法可以切实提升调速系统的动静态响应能力和鲁棒性。该论文有图70幅,表10个,参考文献62篇。