永磁同步电机以其调速范围宽、效率高、功率密度高和转矩大等优势受到国内外广泛关注。弱磁控制是实现其宽范围调速运行的关键技术。永磁同步电机具有多变量、强耦合、变参数的非线性特征,传统的PI控制针对线性控制系统才能发挥出较好的控制效果,难以实现永磁同步电机高性能的电流调节。本文以提高永磁同步电机控制性能,实现宽范围调速为目标,将滑模变结构控制与弱磁控制策略相结合,设计了滑模速度控制器,构建了基于滑模变结构的永磁同步电机弱磁控制系统,提高了控制系统的鲁棒性与抗扰性。首先,本文介绍了永磁同步电机采用弱磁控制的必要性,在回顾永磁同步电机定交轴电压单电流调节器的基础上设计了基于虚拟阻抗的单电流调节器,解决了单电流调节器应用中存在的交轴电压参考值给定不明确的缺陷,同时使得永磁同步电机的运行效率与转矩输出能力得以兼顾;通过计算机仿真与实验,对该算法的正确性与有效性进行了验证。其次,介绍了滑模变结构控制的基础理论,利用指数趋近律设计了采用di=0控制策略的永磁同步电机控制系统的速度控制器;为了提升控制器的性能,对指数趋近律进行了改进,在原有指数趋近律的基础上引入了状态变量的平方项,提出了新型趋近律,设计了仿真与实验,对采用新型趋近律的速度控制器的可行性与优越性进行了验证。最后,将滑模变结构控制与基于虚拟阻抗的弱磁控制策略结合,设计了用于改进弱磁控制系统的速度控制器,提出了一种基于滑模变结构的永磁同步电机弱磁控制,采用该控制方法构建的永磁同步电机控制系统不仅实现了高速宽范围稳定运行,还提升了弱磁控制的鲁棒性。仿真和实验数据分析表明,本文提出的基于滑模变结构的弱磁控制方法相比传统的PI控制在抗负载扰动与抗母线扰动方面性能优越。