永磁同步电机具有高转矩密度、高功率密度、高效率和宽转速运行区间等优点,被广泛应用于工业生产、交通运输、航空航天和国防军工等领域。模型预测控制,其概念直观、设计灵活、动态响应快、能系统处理约束条件,在永磁同步电机的高性能控制中具备显著优势,有着良好的应用前景。但永磁同步电机模型预测控制策略仍不够完善,解决其参数鲁棒性较差、成本函数中权重系数设计较为复杂、稳态脉动较大等问题,对于提高系统的可靠性、算法可移植性和运行效率具有重要意义。本文以永磁同步电机为控制对象,针对以上问题,围绕电流预测控制和转速预测控制展开研究。针对有限集电流预测控制参数鲁棒性较差、电压模型参数误差引起电流稳态误差的问题,提出一种积分型-有限集电流预测控制策略。该策略在成本函数中引入电流跟踪误差积分项,成本函数对加权电流跟踪误差进行评估,并选取使其最小的开关状态。通过使积分作用仅在转速接近稳态时启动,保证了系统的动态性能,并简化了积分系数的设计。实验结果表明,所提出策略能有效提高系统的参数鲁棒性,可实现电流稳态误差的有效抑制。针对有限集转速预测控制参数鲁棒性较差、机械模型和电压模型参数误差引起转速稳态误差的问题,推导了永磁同步电机增量降阶模型,提出一种积分型-有限集转速预测控制策略。通过使用增量降阶模型,降低了预测过程对转子磁链参数的依赖。通过在成本函数中引入等效转速跟踪误差的积分项,而非实际转速跟踪误差积分项,有效避免了过度积分。实验结果表明,所提出策略能有效地抑制模型参数误差引起的转速稳态误差,并可实现转速无超调跟踪给定转速。针对有限集转速预测控制的成本函数设计困难问题,对其范数选择和权重系数设计进行研究。转速和电流之间幅值差异大,不同的范数选择对应不同的动态和稳态性能,且权重系数的设计困难。分别从稳态和动态性能两个方面,对范数选择进行分析。通过对等效转速跟踪误差进行标幺化,给出了权重系数的简化设计方法。通过重构成本函数,并采用限幅处理,将对转速的控制转换为对交轴电流的控制,提出一种无权重系数有限集转速预测控制策略,在省去了权重系数设计的同时,有效地解决电机加速过程中直轴电流震荡的问题。针对有限集转速预测控制的电流稳态脉动较大的问题,提出了一种基于脉宽调制的转速预测控制策略。对电机和逆变器的电压和电流幅值约束条件进行分析,将它们转化为相应的电压增量约束条件,实现了约束条件的实时更新。在约束条件下,基于电机增量降阶模型,构建了转速预测控制优化问题,推导了已知有效约束条件下的最优给定电压。在此基础上,采用脉宽调制,对逆变器进行控制。仿真和实验结果表明,所提出策略能有效地避免电流过流,在保证转速动态响应的前提下,极大地降低了电流的整体谐波失真,实现了电流稳态脉动的有效抑制。