内置式永磁同步电机具有高可靠性,高功率密度等特点在工业制造、轨道交通、航空航天等领域的应用受到广泛的青睐。在最大的转矩电流比控制方法下,内置式永磁同步电机可以提供更高的转矩密度。空间矢量控制和直接转矩控制作为较为经典的两种控制策略,其中,直接转矩控制策略具有较为简单的控制结构和快速的转矩动态响应性能以及较高的参数鲁棒性等优点。但由于直接转矩控制策略采用转矩和磁链滞环控制器,导致调制过程连续性较差,因此电机输出转矩波动较大。有限控制集模型预测控制策略具有动态响应快、目标函数配置灵活、易于处理约束优化问题等优点,近年来在电气驱动领域得到广泛的应用。有限控制集模型预测转矩控制相比直接转矩控制,它使用精确的内部模型取代传统滞环控制器,使得电机转矩波动问题得到有效的抑制。但是该方法仍存在着许多问题,比如权重系数难以整定、计算量较大、调制矢量过少等。针对以上问题,本文开展了以下研究工作。本文首先介绍了内置式永磁同步电机矢量控制、直接转矩控制与预测控制三种常用策略的基本思想和方法,并对内置式永磁同步电机的数学模型的建立进行了分析。在此基础上通过理论和仿真分析了传统预测转矩控制中权重系数难以整定和转矩波动大的问题,同时又对一些现有的改进方案进行了介绍和探讨。针对传统预测转矩控制策略中调制电压矢量较少和权重系数问题,论文引入离散空间矢量调制策略并提出了一种能够省去权重系数的改进内置式永磁同步电机模型预测转矩控制方法。改进方法通过对电机在最大转矩电流比控制下转矩的产生进行分析,设计了一种具有统一转矩量纲且不需要权重系数的评价函数。同时结合磁链矢量控制的方法改善了所提评价函数在电机轻载时的缺点。该方法相比磁链矢量评价函数的方法能够使电机在重载时具有更好的转矩控制效果。最后,本文在基于两电平逆变器馈电的内置式永磁同步电机控制系统上,对传统方法及其改进方法进行了相关仿真和实验分析。仿真和实验中,通过对电机转速、转矩和磁链的波形进行采集和数据分析得出:本文所提改进方案相比传统方法省去了权重系数;与磁链矢量方法相比,两种方法在均省去权重系数的基础上,所提改进方案在电机重载时具有更好的转矩控制效果。