近年来,永磁同步电动机（PMSM）广泛用于新能源汽车,家用电器和现代工业等行业中。与此同时,被认为是新一代高性能的PMSM控制策略——模型预测控制（MPC）因为具有结构简单、可处理多目标优化、非线性系统以及动态响应快等优点而成为工业界与学术界研究的热点。但MPC具有计算量大,算法复杂等缺点。本文就如何减少MPC计算量、提高控制性能进行研究并提出相应的解决方案。首先,利用Clark与Park等坐标变换推导得出永磁同步电机的数学模型在三种不同坐标系下的表达式,总结了三种高性能的PMSM控制策略的优缺点,并从预测模型、代价函数、滚动优化这三个要素来详细阐述了MPC的基本理论。其次,本文提出了两种双矢量模型预测电流控制（MPCC）的优化策略来减少传统MPCC的计算量,并提高了控制性能。1)在选择第一个电压矢量时,其备选电压矢量考虑把开关切换次数限制为1的约束,但不考虑零矢量,此时备选电压矢量个数只有3个。在选择第二个电压矢量时,其备选矢量是和第一个电压矢量相邻的两个电压矢量以及零矢量。最后将不同组合电压矢量带入代价函数中,选择代价函数值所对应的电压矢量组合作为最优电压矢量。2)根据逆Park变换,将参考电压在两相静止坐标系上的q轴量表示为直线,先求出直线与基本电压矢量以及矢量空间六边形边界交点的横坐标,再将横坐标值使用相应的几何关系转化为对应电压矢量作用的占空比。在每个采样周期计算三个电压矢量的代价函数值,最优电压矢量为使得代价函数值最小的电压矢量。然后,为了能够充分利用MPCC的并行结构,在硬件实现上减少计算时间,使用基于FPGA的模型预测控制方案,为了平衡FPGA资源与求解速度,使用verilog这种纯逻辑的方案来对整个系统进行优化设计。对设计的各子模块进行仿真,仿真结果验证了各子模块的正确性。最后,使用simulink软件对提出的MPCC优化方案进行了仿真和验证。仿真结果表明,所提出的优化方案减少了计算量,提高了控制性能。搭建了基于FPGA的PMSM实验平台,并在FPGA开发板上验证了部分内容。