永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)以其优越的性能被广泛的应用到工业和生活领域。其原有的驱动电路使用的整流-逆变两级电路输出电压总是低于输入电压,要想实现升压功能还需增加直流升压电路,这导致了其驱动电路结构复杂增加了使用成本。而Z源逆变器作为一种新型的逆变器,仅用一级电路结构就可实现传统变换器需要两级电路才能实现的升压和逆变功能,这一电路结构特别适用于输入电源电压较低和电压波动较大侧场合。本文以Z源逆变器驱动的PMSM为研究对象,分析其电路结构和工作原理,设计控制算法,并通过仿真实验,验证了基于Z源逆变器的PMSM控制系统的有行性。第一,通过总结Z源逆变器和PMSM驱动系统的国内和国外研究情况,明确了本课题的研究目的和意义。研究了Z源逆变器直通矢量的实现方法,并对SVPWM调制策略在Z源逆变器中的应用进行研究,得到了Z源逆变器的脉宽调制策略。第二,介绍了传统Z源逆变器的电路结构及运行原理,并对基于传统Z源逆变器的PMSM驱动系统进行数学建模,在dq坐标下建立了系统的欧拉拉格朗日数学模型,根据基于能量的无源性控制方法设计了电机转速控制器,并针对负载转矩不确定变化的情形设计了负载转矩观测器来提高系统的动静态特性。第三,分析了传统Z源逆变器中存在的升压因子和调制因子耦合的问题,并针对这一问题将直通矢量分离型Z源逆变器引入到PMSM驱动系统。这一新型驱动系统解决了传统Z源逆变器PMSM驱动系统中升压因子和调制因子耦合的问题,并能简化系统建模和控制器设计难度。根据驱动系统电路结构和工作原理分别设计了分离型Z源逆变器直流母线电压控制器和PMSM转速控制器。第四,分别将基于传统Z源逆变器的PMSM控制系统和基于分离型Z源逆变器的PMSM控制系统在Matlab/Simulink软件上做仿真实验分析,验证了所设计的控制方法的可行性。本文对基于Z源逆变器的PMSM控制系统从电路结构到控制方法进行了研究,仿真实验结果验证了本文所提方法的合理有效,提升了PMSM驱动系统的性能。是对传统PMSM驱动控制系统的一个提升和改进,具有很好的研究和应用价值。