无轴承异步电机(BIM)通过在普通异步电动机的定子槽中附加产生径向悬浮力的线圈,用两套线圈共同生成的转矩和径向力可实现电机转子的旋转和稳定悬浮。BIM具有许多传统电机不具备的优点,非常适合应用于高精度、高速度和高新技术领域,具有极高的科研与应用价值。BIM是一个多变量、非线性、强耦合的复杂系统,在电机的运行过程中,需要实时检测转子转速作为反馈信号以完成电机的闭环控制,但由于BIM在运行时转子处于自悬浮状态,在轴上安装传感器不仅增加了硬件成本,还会严重影响电机的运行性能。因此无速度传感器控制是BIM研究中的一个重要课题。本文围绕BIM的控制进行了理论和实验研究。本文以二自由度BIM为研究对象,根据BIM的结构,研究了其运行机理,推导了BIM悬浮的和转矩力的数模型,并进一步建立了运动方程,为后续仿真和实验提供了数学基础。其次在传统的基于卡尔曼滤波的无速度传感器的基础上,提出了一种新型串联卡尔曼滤波器,通过将容易变化的电机参数作为待辨识状态向量增广到系统模型中,实现电机参数的在线计算,并将得到的参数值反馈到算法中实现电机转速的准确辨识,从而减小电机参数变化对转速估算精度的影响。通过采取三个扩展卡尔曼滤波器的串联结构降低系统模型矩阵的阶数,减小实际应用中数字芯片计算负荷和复杂度。通过仿真和实验对比了在电机参数变化时传统EKF和新型串联卡尔曼滤波器的估计转速误差,仿真结果表明新型卡尔曼滤波能有效减小参数变化对估计精度的影响,确保转子稳定悬浮运行。最后设计了以TMS320F2812数字控制器为主体的BIM硬件控制系统,包括主电路、控制电路、保护电路等。在硬件电路的基础上,通过软件程序实现无速度传感器的控制,最终验证了方法的有效性。