一、课题研究背景及意义

当今世界能源日益枯竭，发展新型能源以及新型代步工具能有效解决能源危机。永磁同步电机因其具有体积小、效率高、功率密度大等优点，在电动汽车牵引电机以及风力发电领域得到广泛应用，逐渐成为人们研究的焦点^[1]。

文献[1]中提到的永磁同步电机组成的闭环调速系统具有优良的动态性能，精度高,同时有很宽的调整范围，在对性能要求比较高，响应速度快的场合具有很好的应用前景。

在很多场合下，机器对电机的启动转矩有较高的要求，而其最大转矩往往受到电机本体及功率模块最大电流的限制^[3]。为了进一步提高系统的动态性能，采用最大转矩电流比跟踪控制技术^{[2, 3]}，即在相同电流下可以输出更大大转矩的控制方法，可以显著提高系统的低速转矩及动态性能。

二、国内外研究现状

永磁同步电机的特点是转速与电源频率严格同步，采用变频变压来实现调速。目前，永磁同步电机采用的控制策略主要有恒压频比控制^[5]，直接转矩控制，矢量控制^[8]等。

（1）恒压频比控制

恒压频比控制是一种开环控制。它的工作原理是，利用空间矢量把脉宽调制化为期望的输出电压加以控制，让电机以一定的转速运转。虽然开环变压变频控制方式简单，但文献[5]中指出由于不能保证电流矢量的方向和转子磁链的矢量的方向垂直，所以功率因数和效率都会降低，因此这种控制经常出现在一些动态性能要求不高的场所，如风机、水泵等。此外永磁同步电动机的动态数学模型为非线性，多变量，研究各种非线性控制器用于解决永磁电机的非线性特性。

（2)矢量控制

高性能的交流调速系统需要现代控制理论的支持，对于交流电动机，目前使用最广泛的应该是矢量控制方案。