无人水面艇的推进电机是其运动控制的核心部分,其性能的优劣严重影响无人水面艇航行时的稳定性和操控精度。永磁同步电机因其重量较轻、体积较小、功率密度和效率较高等特点成为无人水面艇推进电机的最佳选择。针对永磁同步电机矢量控制转矩脉动较大,抗扰性差等问题,引入滑模控制和自抗扰控制理论,设计改进型电流环滑模控制器和改进型速度环自抗扰控制器。本文主要做了以下几方面的工作:以无人水面艇推进系统中的永磁同步电机为研究对象,建立了两相旋转坐标系下的数学模型,然后在分析矢量控制理论的基础上,对永磁同步电机矢量控制系统进行了仿真分析。采用滑模控制器代替电流环中的PI控制器,针对传统滑模控制存在抖振现象,引入超螺旋算法,有效减小转矩脉动。采用自抗扰控制器代替转速环中的PI控制器,为了减少自抗扰控制器中可调参数,将非线性自抗扰控制器线性化;为了提高负载观测能力,将线性状态观测器并联。仿真结果表明,改进后的系统具有动态性能好、转矩脉动小、抗扰性强的特性。然后,在螺旋桨负载特性的基础上构建了船-桨系统的仿真模型,以“蓝信”号无人水面艇为应用实例,实现永磁同步电机实船仿真研究。仿真结果表明,改进型矢量控制系统应用在无人水面艇推进系统中,具有良好的动态性能,仿真结果验证了本方案的合理性和有效性。最后,根据实际需求,设计制作一套用于无人水面艇的永磁同步电机驱动控制装置,并给出详细的软硬件设计方案。硬件部分主要包括电源电路、主电路模块和控制电路模块;软件部分主要包括主程序、转速计算程序、SVPWM程序等。