永磁无刷直流电动机的机械特性以及调速特性十分良好,它的功率密度大、体积小、运行可靠、控制简单、结构简单、转矩大等优点使得它被广泛的应用于当代国民经济的各种领域,比如工业机器人、医疗器械、航天科技、化学工业、纺织工业、汽车工业以及家用电器等。但是,由于永磁无刷直流电机其特殊的物理结构和控制方式,使得电机在正常的运行过程中输出转矩会发生很大的抖动。其中,因为电机相电流换相而引起的电机输出转矩的抖动是永磁无刷直流电机所特有的问题。这一问题严重影响了永磁无刷直流电机运行时候的稳定性和可靠性,因此限制了它的使用范围。本论文从永磁无刷直流电机换相转矩脉动的成因出发,通过数学分析计算出哪些因素对永磁无刷直流电机的换相转矩脉动有影响,然后通过控制这些因素来达到有效的抑制永磁无刷直流电机换相转矩脉动的目的。本论文先是阐述了永磁无刷直流电机的研究背景与意义,同时还介绍了永磁无刷直流电机的发展现状。接着本论文分析了造成永磁无刷直流电机转矩脉动的原因,根据原因的不同对电机的转矩脉动进行了分类。随后就永磁无刷直流电机换相转矩脉动抑制技术的研究现状进行了简要的介绍。然后本论文分析了永磁无刷直流电机的基本结构和工作原理,通过分析永磁无刷直流电机的各个时期的运行状态,推导出了永磁无刷直流电机的数学模型,进一步得到在电机不同的运行状态下电磁转矩的数学表达式,并把此作为研究永磁无刷直流电机换相转矩脉动抑制的基础。其次,本论文详细的介绍了永磁无刷直流电机换相转矩脉动的成因。先是介绍了几种常见的PWM调制方式对永磁无刷直流电机换相转矩脉动抑制的影响效果,并分析这几种控制策略的优劣性。然后根据换相转矩脉动的成因,提出一种比较简单的永磁无刷直流电机换相转矩脉动抑制的策略,即在无刷电机的三相逆变器前面加上一个单电感两路输出的DC-DC变换电路,通过在电机的换相期和非换相期变换电机逆变器的输入电压的方式来有效的抑制电机的换相转矩脉动。最后,为了验证本论文提出方法的正确性和有效性,对提出的控制策略进行验证。首先是在MATLAB/Simulink环境中搭建了电机的数学模型以及整个控制策略的仿真系统,通过仿真来验证本论文所提出的方法对永磁无刷直流电机换相转矩脉动抑制的正确性和有效性。其次是制作相应的永磁无刷直流电机控制器,在Cadence Pspice仿真软件中设计单电感两路输出的DC-DC变换电路以及相应的硬件控制电路,并基于仿真结果在Altium Designer绘制相应的PCB原理图以及版图,然后制作样机来实测上述电路设计的功能是正确性。其次是对基于TMS320F28335编写了相应的软件控制程序,并对编写的程序进行调试、测试。最后将硬件电路与软件电路相组合,搭建无刷直流电机换相转矩脉动抑制的控制器进行实验测试,并且分析实验中所出现的问题,对设计的电机控制器存在的不足之处进行总结与完善。