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随着永磁同步电机的广泛应用，人们对其调速系统的性能要求愈来愈高。就矢量控制系统而言，精确的电流控制对于优越的调速系统而言是必不可少的。而永磁同步电机本身是一个强耦合系统，电流解耦控制可以大大提高系统的控制精度。内模解耦控制已经成功应用于矢量控制系统当中，然而该控制方法仅有一个可调参数，使得其调节必须同时考虑到解耦效果、稳态误差和响应速度，往往难以得到满意的效果。与此同时，传统双闭环控制系统应用经典工程方法设计的PI控制器往往难以实现跟随性能和抗扰动性能分别调节，因此二自由度内模控制具有重要的应用价值。由于该方法的设计较为繁琐，得到的控制器形式也较为复杂，具有进一步简化的空间。 本文详细阐述了内模控制与二自由度控制的基本原理，在此基础上构建了一种二自由度双内模控制系统。针对电流环内模解耦控制只有一个可调参数的问题，引入两个控制器电流调节因子，在满足解耦要求的同时可以进一步提高稳态精度和响应速度。对于转速环，考虑到内模控制对模型精度要求低，且模型失配时依然可以消除稳态误差，因此可以通过合理简化被控对象的数学模型来便于二自由度内模控制器的设计。运用Matlab/Simulink和TMS320F28335为控制芯片的实验平台对二自由度双内模控制的永磁同步电机矢量控制系统进行仿真研究和实验验证。 仿真和实验结果表明，基于二自由度双内模控制的永磁同步电机矢量控制系统具有很好的电流解耦效果和优越的调速性能。