近年来，随着环境恶化和能源枯竭问题的日渐严重，绿色、节能、环保已成为了三大世界性主题^[1]。目前，新能源的开发与应用是世界各国政府的研究热点，我国政府也在加大力度发展新能源产业。多年来，我国传统工业制造水平一直落后西方发达国家，而新能源产业作为一个新兴产业，我国和世界其他国家基本处于同一起跑线上，因此发展新能源产业是我国实现工业强国梦的契机。

电机作为一种机电能量转换装置，在生产生活中有着广泛的应用。在当今提倡节能环保的社会大环境下，节能高效已成为评估电机综合性能至关重要的指标之一。纵观电机在工业生产中的发展史，传统的有刷直流电机虽然有着优良的调速性能，但由于采用机械式换向装置，在电机的运行过程中容易产生换向火花和较大噪声，电机抗干扰能力较差，因而逐渐被结构简单、运行可靠的交流电机所替代。而永磁无刷电机具有和直流电机相似的调速性能，并且没有换向火花，可靠性高。此外，它还具有效率高，启动转矩大，控制性能好，运行平稳，调速范围宽，低速性能好等优点，被广泛应用于工业自动化和传送系统，并开始在一些有特殊要求的军工场合获得应用^[2]。同时，稀土永磁材料的飞速发展，电力电子技术的不断进步以及我国丰富的稀土资源储藏量，也为大规模生产和应用永磁无刷电机提供了基础条件。

此外，伴随着诸多先进的控制理论和方法应用到永磁电机控制系统中，使得永磁电机的优良性能得以充分发挥。集成芯片作为永磁无刷电机控制系统的核心，近年来不断推陈出新，各种功能强大，性能稳定的产品相继问世，极大地推动了永磁无刷电机的发展。其中，又以TI公司研发的电机专用控制芯片DSP最为典型。DSP技术在电机数字化控制的应用，使无刷直流电机控制过程中可以对采集回收到的数字信号直接进行实时处理，提高了系统的实时性和控制精度，为电机控制中更复杂的算法的实现提供了良好的工作平台^[3]。DSP由于其强大的运算能力和处理速度，现如今已广泛用于工业生产中。在未来电机控制的发展过程中，DSP无疑也会起到至关重要的作用。

鉴于永磁无刷电机的各种优良性能以及大规模生产的基础条件支持和DSP电机控制技术的实现，永磁无刷电机势必成为未来的一个重点研究方向。因此，对这种最具发展应用前途的电机产品，无论是电机本体方面还是控制系统进行深入地研究都具有十分重要的现实意义^[4]。

1.2国内外研究现状

传统直流电机因其具有调速性能好、运行稳定可靠、效率高等诸多优点，自诞生以来便受到工业领域的广泛认可^[5]。但由于传统直流电机机械换向装置的存在，运行时容易引起换向火花，使其在具有可燃气体环境下的使用受到限制。在20世纪60年代，Rye和Harrison将电子换相装置取代电刷换向器装置，申请了专利，把原来外部的静止磁场变换为内部的旋转磁场，把电机外部的旋转电枢变换为静止电枢，由此产生了永磁无刷直流电机^[6]。随着电力电子技术的不断进步，永磁无刷直流电机在直流电机的基础上慢慢发展起来，由于它兼具直流电机优良的调速性能，又克服了有刷直流电机机械换向引起的系列缺点，一时间成为国内外的研究热点。针对永磁无刷电机的研究主要是针对电机本体结构的的改进和控制算法的革新两大方面，本文将从控制算法方面进行介绍。

由于德、美、日等发达国家针对永磁无刷电机的研究起步较早、工业基础扎实，取得的成果较多，我国与之相比还存在一些差距^[7]。根据目前国内外研究现状，针对永磁无刷直流电机的控制研究主要集中在转矩脉动抑制、无位置传感器控制、智能控制三个方面。

1.2.1永磁无刷直流电机转矩脉动控制研究

在电机运行过程中，瞬时输出力矩随时间不断变化，但是却围绕某一平均值上下变动，这种现象就称之为转矩脉动。转矩脉动大的话，拖动负载，其稳定性就低，电机能耗增加。转矩脉动是考量电机系统性能是否优异的重要指标，同时也是影响电机推广和使用的重要决定因素。因此研究如何抑制转矩脉动对提高电机的运行稳定性有重要意义。

加拿大学者Aghili, F.提出了一种基于傅立叶系数的换相律的修正方法，并通过算例证明，即使采用低带宽放大器，运动控制器内的换向器也能消除高速时的脉动转矩和速度波动^[8]。美国 J.Y.Hung 博士等人在研究由电磁转矩和齿槽相对位置转变引起的转矩波动过程中，基于电子电流谐波最优权重的方法，设计电机控制算法，有效减少了转矩波动^[9]。Yongsug Suh等人提出一种电机在不平衡电网条件下的转矩脉动零幅控制算法，经验证，该算法能有效抑制转矩脉动^[10]。近年来，国内大量学者在转矩波动抑制研究方面也取得了大量成果。浙江大学高宽、马钧华提出一种迭代学习控制算法抑制电机低速运行时的转矩脉动^[11]；重庆大学李哲等人采用粒子群算法优化电机设计参数以减小转矩脉动^[12]；合肥工业大学赵林峰等人验证了一种基于转角的迭代学习控制算法来抑制EPS中PMSM的转矩脉动^[13]；哈尔滨工业大学王大方等人提出在换向区间采用三相绕组调制法控制能够抑制转矩脉动^[14]。