双绕组永磁同步电机由于兼具低速大扭矩和宽速域运行等优点,取代传统特种车辆中电机加变速箱的机械换挡方案,可有效减少空间尺寸、提高换挡的响应速度。但当电机进行绕组切换时,绕组切换过程及电机参数变化势必会对系统的性能产生不良影响,可能会出现转速、转矩波动和电流尖峰等现象。因此,本文重点针对双绕组永磁同步电机的控制策略及绕组切换策略进行深入研究,以实现电机绕组的自动逻辑切换,保证车辆的平稳运行。主要内容有以下几个方面:首先,根据双绕组PMSM的结构特点,建立其数学模型,分析其运行特性,制定电机在非切换状态下的矢量控制策略。针对电机串、并联工作状态以及切换过程中绕组参数的变化问题,设计基于多参数集优化控制的调节器,并通过仿真验证所采用控制策略的合理性和可行性。其次,针对采用单逆变器的双绕组永磁同步电机绕组切换电路,从工作原理、绕组铜耗等方面对8开关和9开关两种拓扑结构进行对比分析,给出两种拓扑结构运行时的定子绕组等效电路,利用节点电压法求解绕组环流,结合环流计算及性能比较结果给出绕组切换电路拓扑结构的选择原则。对比分析采用机械开关和电气开关的优缺点,给出切换电路选用开关的评估标准,并给出开关触发的设计方案。再次,通过理论分析和仿真研究对比不同绕组切换方式的优缺点,分析适用于不同切换开关的绕组切换方式,提出三相同步逐级切换的最优切换方式,实现绕组的平稳切换。在采用三相同步逐级切换的条件下,结合具体样机参数与应用背景,对合理切换域进行分区域仿真研究,建立最优切换域的确定方法,并以此作为制定绕组切换判据及相应控制策略的依据,实现绕组的自动切换。最后,搭建双绕组PMSM系统的实验平台。实验研究电机绕组串联工况、并联工况以及换挡切换工况下的运行性能,对本文介绍的基于多参数集优化控制的矢量控制策略和绕组切换控制策略进行实验评价。