永磁同步电机直接转矩控制,以其转矩响应快速性与强鲁棒性得到广泛关注。针对其存在的转矩与磁链脉动问题,本文在永磁同步电机直接转矩控制中运用模型预测控制算法,以算法滚动优化与反馈校正的特点对转矩、磁链脉动进行抑制;并在此基础上对模型预测直接转矩控制做出以下优化:运用空间电压矢量细分的相关理论方法,增加可预测电压矢量的个数,提升预测精度;同时,以永磁同步电机转矩变化率与电压矢量交轴分量的关系为基础,对预测运算进行简化处理,增进算法适用性。运用仿真软件验证了该算法的可行性和有效性。以STM32F103单片机为主控芯片,设计并搭建了永磁同步电机交流调速控制系统。并在此硬件平台的基础上运用IAR对系统软件进行设计,主要包括:上电初期完成电机起动,电流、速度和给定量的采样与控制以及模型预测直接转矩控制策略的实现等。在硬件平台上进行测试与验证,实验结果表明,优化后的模型预测直接转矩控制使得系统相电流波形正弦度高、高次谐波得到抑制;而且简化后的算法使得系统运行时间显著降低。