永磁同步电机以效率高、体积小等优点被广泛用于工业控制系统之中,本文针对面装式永磁同步电机(SPMSM)的特点,从实际应用出发,分析用无传感器技术来代替传感器检测装置。通过分析大量相关的文献,在总结前人研究成果的基础上,从转矩脉动、低速性能、高速性能、转子初始位置检测、转速及转子位置动态跟踪等多个方面研究SPMSM无传感器矢量控制技术。在深入研究永磁同步电机无传感器转子位置检测及其矢量控制技术的基础上,建立全速度范围内无传感器矢量控制系统并进行仿真分析。首先,选定SPMSM为研究对象,对电机本体的数学模型进行深入的理论分析,了解其电压电流在不同坐标系间的转换关系,在此基础之上,研究SPMSM在不同坐标系下的数学模型,并构建其速度、电流双闭环矢量控制系统,对其进行仿真验证,分析其基本的运行性能。其次,在低速情况下对SPMSM无位置传感器控制技术进行研究,采用高频脉振电压信号注入方法,解决基波模型在低速运行时存在的问题。选择在直轴注入高频电压信号检测交轴电流分量的位置检测方法,对提取出的交轴高频电流进行信号处理,经滤波器滤波后得到转子位置观测器输入信号,从而实现低速时转子位置检测,实现对转子位置的辨识。利用电机磁路饱和凸极效应原理,解决零速时可能产生的起动失败问题。获得转子位置初判值后,在估算坐标系下的直轴通入正负方向的等宽电压脉冲,通过对磁路饱和程度和直轴电流幅值的观察,判断直轴的正方向,实现SPMSM初始位置的准确定位。对于滤波环节,用高通滤波器在定子电流中提取出高频电流分量,作为转子位置跟踪器的输入信号,用同步轴坐标系下的高通滤波器,将定子电流高频成分中正序分量和负序分量均滤去,提取出基波分量反馈到电流调节器进行电流闭环控制。然后,研究SPMSM中高速运行时的无传感器控制方法,选择滑模变结构控制(SMC)和自抗扰控制(ADRC)两种方法进行研究。首先分别对SMC和ADRC进行改进,将滑模观测器原有的开关切换面变换为双曲正切函数tanh,并加入归一化处理的锁相环节。在自抗扰控制对象前端加入一个fal函数,通过不同控制对象的时间尺度计算,直接得到ADRC的各个参数,然后,将两种适用于SPMSM中高速运行的控制方法结合,在速度与电流自抗扰控制器设计中,引入滑模变结构控制,利用滑模变结构趋近律的方法,改进非线性扩张状态观测器(ESO)和非线性状态误差反馈控制律(NLSEF)中的非线性特性函数控制参数。对于改进的ESO和改进的NLSEF,用连续的继电特性函数N(s)来代替不连续的开关符号函数sign)(?,使控制量连续化,将高阶ESO和NLSEF的控制参数减少,便于调节。对于TD环节,采用最速离散函数简化控制方式,使得ADRC系统能够缓解电机动态响应与超调间的矛盾。通过以上分析设计出速度电流环的二阶滑模自抗扰控制器,另外,通过对直轴电流输出方程的分析,又设计出一种新的电流环一阶滑模自抗扰控制器,最终得到一种基于SM-ADRC的中高速运行控制方法,将其应用于SPMSM中高速矢量控制系统中,使得SPMSM矢量控制系统的中高速运行性能得到明显的优化。文章最后,将适应于低速及零速时的高频脉振电压注入法(HFPVI)和适用于中高速的SM-ADRC无传感器控制算法结合起来,为了两种算法可以平稳切换,采用速度加权的方法,建立全速度范围SPMSM转子速度及位置复合观测器,并且建立SPMSM全速度范围内无传感器矢量控制系统,仿真验证了所设计复合观测估算方法的正确性。