当今世界正面临着能源短缺的重大挑战,如何高效利用现有资源和探索新的能源已经成为亟待解决的关键问题。对转永磁同步电机由于其单电气输入双机械输出的结构和永磁同步电机的电机类型,提高了能源的利用率和电机的效率。而且对转永磁同步电机的两转子可通过内外轴连接对转螺旋桨,实现对水下航行器的驱动,从而推动海洋资源的开发和利用。因此对转永磁同步电机控制方法的探究对改善能源短缺的危机具有较为深远的意义。本文主要对在特殊工况即严重不平衡负载和大负载突变下对转永磁同步电机的控制性能进行研究。在研读文献的基础上,首先总结并提出现存较优异的控制方法,然后针对采用该方法时上述工况下存在的问题,在该方法上进行改进并提出了新的控制方法以改善上述问题。对其进一步详细地阐述如下:首先提出了现存较优异的基于滑模控制的动态主从直接转矩控制法并对其进行研究,然而仿真结果证明采用该方法时存在以下问题:严重不平衡负载下从转子存在较大的转速脉动和大负载转矩突变下的转子存在着较差的鲁棒性。随后,为了改善上述问题,提出了负载转矩补偿和双转子直接转矩控制相结合的方法。基于更为准确的数学模型的建立,通过探究两转子的转矩角与该电机αβ轴定子电压的关系,设计了双转子直接转矩控制策略,以实现对两转子转矩的控制。同时,设计了高阶滑模负载转矩观测器并将其值前馈补偿于控制系统中,以提高系统在大负载转矩突变下的鲁棒性。最后仿真和实验结果表明,与基于滑模控制的动态主从直接转矩控制法相比,基于负载转矩补偿的双转子直接转矩控制法改善了以上的问题。具体来说,在严重不平衡负载下,所提出的双转子直接转矩控制法不仅避免了采用主从控制法时从转子的转速脉动问题,而且实现了两转子反向同速的目标性能;与此同时,本文设计的负载转矩观测器能快速准确观测到负载的突变,进而通过负载转矩补偿策略提高了大负载转矩突变下控制系统的鲁棒性。