环境问题日益凸显,新能源电动汽车由于自身的环保优势引起了社会的广泛关注。与此同时,较低损耗的永磁同步轮毂电机凭借效率相对较高的特点成为新能源电动汽车驱动的重要组成部分,而发挥永磁同步轮毂的电机的优势与其控制器密不可分。针对永磁同步轮毂电机的矢量控制系统,本文以一台2000W永磁同步轮毂电机为例,从以下四个部分展开具体的研究与设计。本文首先分析了永磁同步电机基于一定假设条件下的各种坐标系的数学模型,为简化其在自然坐标系下的复杂形式,推导相应的坐标变换关系;分析了永磁同步轮毂电机基于各种坐标系下的电流转速双闭环矢量控制系统的组成与原理;之后本文又借助MATLAB中的Simulink模块进一步完成了模型的构建;接着依据模型仿真得出的结果做了全面验证及分析,最终验证了算法的可行性。在控制系统建模的基础上本文对控制器先进行硬件设计,后又进行了控制器的软件部分设计。一方面,针对控制器硬件部分的设计,本文依据实际需要主控芯片选用的是STM32F103进行相应的外围电路设计,包括电源电路设计模块、MOS管驱动电路设计模块、逆变电路设计模块、最小系统设计模块、采样电路设计模块等;而后,本文借助Altium designer绘制电路图纸并以此为依据完成了实物设计。另一方面,在控制器硬件设计的基础上,控制器的软件设计时使用KEIL5软件进行控制程序编写与编译。控制程序主要包括转子电角度计算、霍尔信号反馈处理、电流采集处理程序、SVPWM算法等模块。其中,在程序设计的过程中,本文分别针对电流采样时刻、电角度计算方式展开了具体说明,并将控制程序以流程图的形式作简要概括。在完成软硬件设计的基础上,本文针对轮毂电机与控制器性能测试搭建了相应的测功机平台作相应的实验测试。本文通过测功机测试了控制器与电机的最大输出功率、最大输出效率、最大输出转矩等数值,并依据相应输出数值绘制了电机负载特性曲线。经验证,控制器的性能符合实际使用需求。最后,为了控制器在实际的车辆上有更好的应用,本文为轮毂电机驱动控制系统设计了以阿克曼转向模型为依据的差速系统,该差速系统在汽车转向过程中可以计算左后轮与右后轮的实际转速并下达调速指令,差速系统可以追踪汽车车轮的实际转速最终完成其差速功能的实现。