永磁同步电机(PMSM)较异步电机具有高功率因数、低能耗、结构简单、维修简便等众多优点,此外永磁同步电机的结构为全封闭式的,有效的屏蔽了噪声,降低了噪声污染。因永磁同步电机的众多优点,使得其近年来在交流传动控制领域中得到广泛的应用且成为众多研究热点之一。直接转矩控制(DTC)因其具有较简单的结构、较强的鲁棒性以及快速响应的能力等众多优势被广泛研究,但该控制方式存在转矩脉动大的缺陷。在直接转矩控制中需要准确获得电机转子的信息,该转子信息通常采用安装传感器的方式进行获得。传感器的安装导致系统抗扰动以及可靠性等方面的性能有所降低,为了解决这方面的问题,无传感器控制成为众多专家学者的研究对象。本文就直接转矩控制中存在的转矩脉动以及无传感器控制等相关问题进行研究。首先针对列车传动控制系统、直接转矩控制策略以及无速度传感器技术的一些研究现状进行了简单介绍。然后在第二章对各坐标系之间的关系进行了推导,并给出了永磁同步电机的相关数学模型,紧接着对传统直接转矩控制系统的基本结构以及原理进行了简要的分析,并分析了转矩脉动产生的一些原因。在第三章中对滞环控制进行了重点研究。针对滞环控制存在的问题,采用基于磁链以及转矩的模糊控制器替换滞环控制器从结构上对直接转矩控制进行优化改进,通过仿真结果及相关的数据验证了该策略的有效性。在传统模糊控制器中,由于输入信号的波动可能会引起模糊控制规则得不到充分的应用或不足的情况出现,最终使得系统得不到的预期控制效果。文章针对模糊控制规则的问题,研究分析了一种变论域模糊控制的策略,该控制策略是通过在转矩环中加入变论域模糊控制的方式实现的,最终使得控制效果得到改善。针对传感器安装所带来的问题,文章第四章利用模型参考自适应控制系统(MRAS)对电机转子信息进行检测。为了进一步改善系统性能,在PMSM DTC控制系统中引入双模糊控制策略。将MRAS系统中的传统PI控制器用模糊PI控制器来进行替换,同时在转速环中采用模糊PI控制。最后,利用MATLAB/simulink仿真平台对本文所提出的控制方式进行不同工况下的仿真,验证了其对系统性能改善的有效性。