永磁同步电机(PMSM)具有高功率密度,体积小等优势,它被大量应用在新能源车辆中。直接转矩控制(DTC)相比于磁场定向控制(FOC),舍弃了复杂的坐标变换进行解耦,动态响应快,仅已知定子电阻就可估算定子磁链,无需太多依赖电机相关参数,鲁棒性强。因此将此控制应用到电动汽车驱动控制中,具有很大的潜在研究价值。本文首先建立四种坐标系下的PMSM数学模型,通过不同坐标系下的微分方程推导出电磁转矩表达式。通过分析表达式,进而给出PMSM传统DTC的控制理念。由于传统的DTC方案,其会产生较大的转矩脉动,故此,在PMSM-DTC中引入模型预测控制(MPC)的思想,针对模型预测的成本函数进行设计研究,并建立基于有限控制集(FCS)的模型预测直接转矩控制(MP-DTC)模型。将其与传统DTC进行仿真对比,验证了FCS-MP-DTC大幅度提升了电机的控制性能。为了减轻模型预测控制周期内的运算负担,进而增强控制周期内的实时性能,本文先对基于开关表模式下的电压矢量进行拓展,并设计五种备选电压矢量集合。通过基于STC89C51单片机的硬件平台,计算模型预测下,不同电压矢量集合单步运算的时间,经过比较,验证了精简后的备选电压矢量集合可以减轻计算负担,提高实时性。为了保持较好的控制性能,接着以滞环比较器信号、转矩角等信号为筛选条件,根据七个电压矢量利用率提出多种基于FCS-MPC的备选电压矢量集合精简方案。通过精简方案的设计,将每次运算周期的预测电压矢量个数有效减少,并可以保持良好的控制性能。为了进一步提升PMSM-DTC对转矩以及磁链的控制性能,在引入空间矢量调制技术(SVPWM)基础上,本文提出基于模糊逻辑模型预测动态集合控制方案,通过比较传统FCS-MPC方案和基于模糊逻辑模型预测动态集合控制方案,验证了后者可以极大提升电机的控制性能。为了降低平均开关频率,提出自适应加零电压矢量的MP-DTC方案,在确保电机控制性能良好的前提下,平均开关频率有效降低,是一种较为理想的控制方案。