要獲得很高的動態(tài)性能，必須依據電機的動態(tài)數(shù)學模型。永磁同步電機的動態(tài)數(shù)學模型是非線性多變量，它含有角速度ω與電流id或iq的乘積項，因此要得到精確控制性能必須對角速度和電流進行解耦。近年來，研究了各種非線性控制器，來解決永磁同步電機非線性的特性。

    ·矢量控制

    1971年，由德國西門子的F.Blaschke提出的矢量控制理論將交流傳動的發(fā)展方向向前推進了一大步，使交流電機控制理論獲得第一次質的飛躍。其基本原理為：以轉子磁鏈的旋轉空間矢量為參考坐標，將定子電流分解為相互正交的兩個分量，一個與磁鏈同方向，代表定子電流勵磁分量，另一個與磁鏈方向正交，代表定子電流轉矩分量，然后分別對其進行獨立控制，獲得像直流電機一樣良好的動態(tài)特性。永磁同步電機d-q模型的轉矩方程為：

    Te=P[λfiq+(Ld-Lq)idiq]（1）

    矢量控制實際上是對電動機定子電壓或電流矢量的相位和幅值同時進行控制。從式(1)可以看出，當永磁體的勵磁磁鏈和直-交軸電感確定后，電動機的轉矩便取決于定子電流空間矢量is=id+jiq。也就是說控制id，iq就可以控制轉矩，從而控制轉速。但矢量控制方法在實現(xiàn)時要進行復雜的坐標變換，而且對電機的參數(shù)依賴性很大，難以保證完全解耦，使控制效果打了折扣。

    ·直接轉矩控制

    上世紀80年代，Depenbrock教授提出了異步電機直接轉矩控制方法。該方法摒棄了矢量控制的解耦思想，實行定子磁場定向，避免了矢量控制中復雜的坐標變換，定子磁鏈的估計僅涉及定子電阻，減速弱了對電機參數(shù)的依賴性，該控制方法簡單，轉矩響應快，動態(tài)性能好。目前已有一些學者致力于該控制方法應用于永磁同步電機，已取得了很大的發(fā)展。在定子上的旋轉坐標為x，y；轉子的旋轉坐標為d，q；它們都互為90度。X軸與d軸的夾角為負載角δ，可以證明在定子磁鏈幅值|λs|保持恒定的條件下，電磁轉矩正比于轉子磁鏈λr及其與λs間夾角δ的正弦。在穩(wěn)態(tài)情況下，δ恒定，對應于相應的轉矩，定、轉子磁鏈以同步速度旋轉；在動態(tài)過程中，δ隨負載變化，定、轉子磁鏈瞬時速度會出現(xiàn)差異，以配合δ的變化。因此，可以通過選擇合適的電壓空間矢量U來保證定子磁鏈幅值恒定，調節(jié)定子磁鏈的速度和運動方向同時通過調節(jié)負載角δ來完成對電磁轉矩的控制。

    ·反饋線性化控制

    以上三種控制策略都已經獲得成熟的應用，然而它們都只是從物理關系上構成轉矩與磁鏈的近似解耦控制，沒有或較少應用控制理論。永磁同步電機從本質上是一個非線性、多變量系統(tǒng)，反饋線性控制是研究非線性控制系統(tǒng)的一種有效方法，它通過非線性狀態(tài)反饋和非線性變換，實現(xiàn)系統(tǒng)的動態(tài)解耦和全局線性化，從而控線性控制理論來設計，以使系統(tǒng)達到預期的性能指標。反饋線性化控制一般分二大類：（1）微分幾何反饋線性化方法，它通過微分同胚坐標和一個非線性狀態(tài)反饋給出解耦結構，需將問題變換到“幾何域”，因而方法抽象，不利于工程應用。但它從較高的數(shù)學高度考慮問題，在理論上比較容易展開。（2）動態(tài)逆控制，它采用非線性逆系統(tǒng)理論來設計控制律，有人也稱它為直接反饋線性化方法，該方法物理概念明確，用到數(shù)學簡單。

 ·反推控制

    1992年，KOKOTOVICP提出了反推控制，它是一種有效的非線性控制，它主要分以下幾步來設計：

    (1)選取系統(tǒng)的一個狀態(tài)，構成子系統(tǒng)，構造子系統(tǒng)的Lyapunov函數(shù)，設計假定控制函數(shù)，使子系統(tǒng)穩(wěn)定；

    (2)基于(1)的假定控制，設計誤差變量，由誤差變量和前面的子系統(tǒng)組成新的子系統(tǒng)，構造新的子系統(tǒng)的Lyapunov函數(shù)，再設計假定控制，使新的子系統(tǒng)穩(wěn)定；

    (3)如果還沒有得到系統(tǒng)的實際控制，則返回(1）繼續(xù)設計，如果得到系統(tǒng)的實際控制，則向下設計；

    (4)設計系統(tǒng)的實際控制，保證整個系統(tǒng)穩(wěn)定。

    反推控制能夠實現(xiàn)永磁同步電動機系統(tǒng)的完全解耦，而且設計方法比較簡單，能夠保證系統(tǒng)穩(wěn)定。

    ·滑模變結構控制

    滑模變結構控制是變結構控制的一種控制策略，它與常規(guī)控制的根本區(qū)別在于控制的不連續(xù)性，即一種使系統(tǒng)“結構”隨時變化的開關特性，它也屬于Bang—Bang控制的范疇。其主要特點是，根據被調量的偏差及其導數(shù)，有目的地使系統(tǒng)沿著設計好的“滑動模態(tài)”的軌跡運動，與被控制對象的參數(shù)和擾動無關，因而使系統(tǒng)具有很強的魯棒性。但它在系統(tǒng)中不可避免地帶來“顫抖”問題。

    ·自適應控制

    在以上控制策略中，或多或少由于電機模型參數(shù)的變化，使系統(tǒng)控制性能變差。因此，提出了自適應控制，它在系統(tǒng)的運行過程中不斷提取有關模型的信息，讓控制策略根據新的信息來調整，它是克服參數(shù)變化影響的有力手段?，F(xiàn)在應用于控制的自適應方法有模型參考自適應、參數(shù)辯識自校正控制及其新發(fā)展的各種非線性自適應控制。但所有這些方法都存在的問題：一是數(shù)學模型和運算繁瑣，使控制系統(tǒng)復雜化；二是辯識和校正都需要一個過程，對一些參數(shù)變化較快的系統(tǒng)，就會因來不及校正而難以產生很好的效果。隨著DSP控制器的出現(xiàn)，高速的運算速度會減少計算慢的不足。

    近年來受到控制界十分重視的智能控制，它能擺脫對控制對象數(shù)學模型的依賴，已成為眾所矚目的解決魯棒性問題的重要方法。目前智能控制在交流伺服系統(tǒng)應用中較為成熟的，當數(shù)模糊控制和神經網絡控制，而且大多是在模型控制基礎上增加一定的智能控制手段，以消除參數(shù)變化和擾動的影響。

    ·模糊控制

    其中模糊控制是利用模糊集合來刻畫人們日常所使用的概念中的模糊性，使控制器能更逼真地模仿熟練操作人員和專家的控制經驗與方法，它包括精確量的模糊化、模糊推理、模糊判決三部分。早期的模糊控制器只是以取代傳統(tǒng)PID控制器為目的，魯棒性雖有所加強，但一般模糊控制器沒有積分作用，在伺服系統(tǒng)有負載擾動時會出現(xiàn)靜差。而增加了積分效應的模糊控制器，雖相當于變系數(shù)PID調節(jié)器，可以實現(xiàn)無靜差控制，但是單純地將一個簡單的傳統(tǒng)模糊控制器用于高精度電機伺服系統(tǒng)，還不能得到令人十分滿意的性能。模糊控制系統(tǒng)只有與其他控制方法相結合，才能獲得優(yōu)良的性能。

如模糊PID等。