永磁無刷電機由于其可靠性高、轉矩密度大、效率高等優點，在各種工業生產領域的電驅動系統中擁有廣闊的應用空間和良好的發展前景。近年來，永磁無刷電機系統的研究取得長足發展，同時也對永磁無刷電機系統的性能提出更高的要求，其中，轉矩波動和噪音問題成為影響其廣泛應用的主要障礙。本文以理論分析和實驗研究為手段，針對永磁無刷電動機的性能要求，對永磁無刷電動機系統展開研究工作。為了對永磁無刷電動機系統進行深入的分析研究，全面分析考慮系統的各項參數和所涉及的若干基本問題，建立了永磁無刷電機系統的仿真模型，并進行了實驗驗證。在該模型的基礎上，總結了繞組參數變化的相似規律，提出比電阻常數(g)、端部自感常數(Λ11end)、比自感常數(λ11)、比互感常數(λ12)及比電勢系數常數(e)等的比參數概念，可以方便快捷的對永磁無刷電機進行基本特性預測和繞組設計，尤其適用于已有定轉子鐵心沖片有限模具電機的系列化改型設計，形成方波驅動表面磁鋼型BLDCM系列產品的工程設計方法。通過對樣機的實驗和預測對比，證明該方法具有很強的實用性。永磁無刷電機中，定位轉矩造成振動、噪聲以及控制的困難等不利因素，影響了電機性能的提高。本文給出了用于分析具有分數槽極比結構的永磁無刷電機的簡單模型，通過解析分析解釋了消除定位轉矩的機理。借助于該模型解析分析了由于轉子永磁體不對稱引起的定位轉矩的影響和由于永磁體磁動勢幅值和相位誤差造成的影響，并進行了實驗驗證，實驗結果與分析一致，研究成果對提高無刷直流伺服電機的性能和減小定位轉矩具有實用意義，并取得了實際效果。永磁無刷電機由于結構上的原因，在運行時存在轉矩波動。矩形波驅動時，換相電流急劇變化可能使電機產生嚴重的振動和噪音。本文通過對不同齒槽結構電動機的徑向不平衡電磁力的定量分析比較，研究了因此對振動和噪音的影響。探討了電壓超前控制的最佳超前角的算法及其實現方法。提出基于轉子位置推測值及電路中的正弦表的低噪音控制方法，實驗驗證了該方法的有效性。混合式步進電動機(永磁感應子式步進電動機)是自動控制系統的主要品種之一，廣義上亦屬于永磁無刷電機范疇。它的工作頻域較寬，在某些頻域存在振蕩現象，振蕩現象的產生將使噪音增大，帶載能力下降，嚴重影響系統和整機的性能。本文建立了五相混合式步進電動機繞組五角形接法振蕩特性的仿真模型，編制了仿真軟件，并進行了實驗驗證，證明了模型正確有效。振蕩特性的仿真和實驗結果表明，電動機五角形接法對系統的中高頻振蕩有明顯的抑制作用。