近些年,随着世界各国对环境保护问题的日益重视,以及船舶交流调速系统与电力电子技术的发展,采用电力推进系统作为船舶主动力推进装置成为一大趋势。本文以船舶永磁推进电机为研究对象,对永磁同步电机控制系统中存在的非线性问题及非线性抑制算法进行了研究。首先分析了永磁同步电机的电机本体结构,建立了基于三相静止坐标系和两相旋转坐标系下的电机数学模型,并对交流电机的控制策略与脉宽调制策略进行了研究,概述了不同控制策略的优缺点。其次,针对系统定子电流采样非线性进行深入分析,在数字低通滤波算法的基础上提出一种转速差估算误差电流的算法,有效地抑制了由于电流采样误差造成的闭环系统转速、转矩脉动。针对逆变器功率开关器件的非线性问题,分析了逆变器死区效应的形成机理,以及死区效应对闭环系统相电压、相电流、输出转速的影响。通过分析逆变器死区时间以及所产生的扰动电压矢量,采用基于时间补偿和扰动电压补偿的死区补偿策略,并在此基础上提出一种死区时间在线可调的扰动电压死区补偿算法,规避了传统死区补偿算法相电流检测精度对死区补偿效果的影响。将三种算法进行对比分析,验证了改进型扰动电压补偿法的可行性和高效性。在误差电流和逆变器死区补偿的基础上,研究了基于二阶广义积分器的无位置传感器控制算法,进一步提高了无位置传感器的控制精度。在理论分析和仿真验证的基础上,设计完成一套船舶永磁同步电机变频调速系统实验平台。通过实验平台进行了各工况下的实验,测得控制系统输出的电压、电流和转速等输出波形,验证了算法在实际系统中具有可行性及良好的动静态性能,抑制了系统中非线性因素的影响,提高了系统的控制性能。