随着现代工业科技的飞速发展,超高速电机在工业、制造业及航空航天领域的需求日益剧增,其应用前景也将越来越广阔。本文以超高速永磁同步电机速度控制方法与应用需求为背景,对超高速电机开展建模及相关控制算法研究,最终在实际超高速永磁同步电机系统上进行实验验证。开展了超高速永磁同步电机建模研究。首先使用常规建模法对超高速永磁同步电机进行了建模并仿真分析,由于常规建模方法是建立在忽略齿隙的影响、转子上无阻尼绕组、忽略涡流和磁滞损耗等因素的前提下的,而超高速电机系统是一个电磁、热、柔性等多种不同特性相互耦合的复杂系统,这些因素在超高速运行过程中的影响会显著体现并不可忽略,因此使用常规法对超高速永磁同步电机建模的模型并不能有效体现超高速电机的特性。而有限元建模可以把电机中电磁、热、柔性等多种介质都考虑进来,且借助有限元分析软件可以方便地分析电机的磁场、温度等性能,因此,基于有限元建模方法,综合考虑温度、磁场、机械特性等多种因素,建立了超高速永磁同步电机有限元模型并进行了仿真验证。由于有限元模型结构复杂,难于用于控制器设计及分析。为此,开展了超高速永磁同步电机特征建模研究。建立了基于超高速永磁同步电机的特征模型,将高阶系统降为低阶系统的控制模型,同时将一些重要参数压缩为特征参数并使用在线辨识算法实时调整特征参数。进一步,采用改进的带遗忘因子的递推最小二乘法进行参数辨识。结合超高速永磁同步电机矢量控制原理,在MATLAB/Simulink中分别搭建特征模型的仿真系统和动力学模型的仿真系统,最后对比两者的输出,验证特征模型的有效性。针对传统控制方法在超高速永磁同步电机控制应用时存在的一些不足,设计了基于特征模型的超高速永磁同步电机线性黄金分割自适应控制,并进行了仿真验证;考虑线性黄金分割自适应控制只包含比例控制,无法消除稳态误差,引入逻辑积分控制,将线性黄金分割自适应与逻辑积分组合设计控制器,仿真结果验证其稳态性能及抗干扰能力比只有线性黄金分割自适应控制的更佳。最后通过实验平台进行试验验证,实际结果表明基于特征模型的带逻辑积分的黄金分割自适应控制器能使超高速永磁同步电机具有良好的自适应性与抗干扰能力。