随着电机技术、电力电子技术和计算机技术等多学科的高速发展,永磁同步电动机在军事、工业、航空等领域得以广泛应用。永磁同步电机与普通交流变频电机相比,无需装载集电环和电刷,缩减了加工和装配的过程,具有结构简单、高效节能、可靠性高等优点,因此对永磁同步电机的研究具有重要意义。由于传统的永磁同步电动机采用六边形磁通控制或圆形磁链控制,存在转矩脉动过大、磁链异变等弊端,会对控制系统造成不同程度的影响。针对上述问题,本文提出了基于DSP和FPGA相结合的永磁同步电机直接转矩控制系统。本课题将微电子技术和控制算法相结合,使用DSP和FPGA协同控制永磁同步电机。在永磁同步电机控制算法部分,建立了永磁同步电机的数学模型,阐述了传统的直接转矩控制策略。分析表明传统的直接转矩控制系统在电压扇区边界附近的电压矢量的选取会出现错误,导致磁通量振幅的增加,但电压矢量的选择是减少磁通量的振幅,两者相互矛盾从而造成一系列控制不稳定的结果。为了解决上述问题,改进传统策略的控制效果,本文提出了扇区细分的直接转矩控制策略,将传统意义上的六个电压矢量和六个磁链扇区细分为多个空间电压矢量和磁链区段,并制定相应的开关表,根据开关表选择正确的电压矢量来进行电机的控制。在此基础上设计了DSP和FPGA双控制器的永磁同步电机控制系统,同时搭建了SIMULINK仿真模型来验证该算法在永磁同步电机上实现的可行性。其中硬件控制系统,包括硬件结构的整体结构、DSP+FPGA数字控制电路、主功率电路、IPM驱动电路、DSP外围电路、FPGA键盘、显示电路以及保护电路等。软件控制部分设计了主控制程序、DSP外部中断处理程序、检测程序、ADC转换程序、控制算法程序、FPGA按键程序等。通过Simulink的仿真结果证明本文提出的扇区细分的永磁同步电机直接转矩控制策略优于传统的直接转矩控制策略。搭建了永磁同步电机控制系统硬件平台,通过软硬件联调证明了该策略的可行性。