永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）具有体积小、结构简单和稳健性强等优点,在医疗、航空航天和城市轨道交通等领域都有广泛应用。由于PMSM在相关产业中得到普遍运用,所以对电机控制系统的要求也逐渐提高,因而研究良好的控制算法对PMSM的控制是十分必要的。当在控制系统中应用滑模控制时,即使受到来自外界的扰动,系统仍然具有较强的稳健性。无论是在实验室设备上,还是在工业现场设备中,电机内部的温度、机械结构和永磁体磁性等因素的改变,都可能会引起系统参数的变化,这些因素的变化对系统性能会产生较大影响。因此,为了保证系统具有良好的性能,就需要为PMSM配备一个合适的控制器。本文以表贴式PMSM为研究对象,将滑模变结构控制理论应用其中,对PMSM控制策略进行研究,搭建实验平台、编写程序以及进行实验调试,具体工作内容如下:首先,本文以Clark和Park变换为基础,得到dq坐标系下的PMSM数学模型,并介绍了矢量控制和空间矢量脉宽调制原理。其次,以速度控制器为研究对象,将PMSM控制系统设计成电流转速双闭环调速系统。随着对PMSM控制性能要求的提升,使用传统的PI控制器已经无法满足人们对现有电机控制系统性能指标的要求。因此,本文以变结构控制理论为基础,结合指数滑模控制器的设计原理,对传统的符号函数进行替换,引入状态变量平方的二次根式函数,给出了一种改进指数滑模趋近律的速度控制器,并完成PMSM调速系统的仿真设计。再次,对所构建的PMSM调速系统Matlab/Simulink仿真模型使用PI控制器、指数滑模控制器和改进指数滑模控制器来进行研究。仿真结果表明,改进指数滑模控制器与PI控制器和指数滑模控制器相比:当电机启动时,转速超调比较小;当电机处于平稳运行状态下,系统受到来自外在干扰,速度仅有较小变化。可以看出设计的改进指数滑模控制器具有良好的稳健性。最后,使用EDA软件进行了实验平台的硬件电路板设计,并搭建实验平台,使用Keil MDK和STM32Cube MX进行程序编写,使用Motor Control Workbench进行系统调试与实验。实验结果表明,本文所设计的硬件装置和控制器基本达到了现阶段预期目标。