永磁同步电动机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)具有损耗小、功率高、结构简单等诸多优点,因而在许多领域得到了广泛应用。在PMSM的某些应用场合,电机的负载转矩是未知时变的,给电机转速高精度跟踪控制带来一定的困难。本文以伺服电机驱动的连铸结晶器位移振动系统为应用背景,针对存在时变负载转矩和参数不确定性等问题的永磁同步电动机转速跟踪控制系统进行研究,并将所提出算法在基于dSPACE的电机控制平台上进行仿真验证。首先,搭建基于dSPACE的电机控制平台,包括部分硬件电路设计和软件设计,为后续研究算法验证提供半实物仿真实验平台。另外,还对实验平台的电机参数进行辨识。其次,针对永磁同步电动机转速跟踪系统中存在的非匹配扰动和参数不确定性等问题,提出一种基于扩张状态观测器(Extended State Observer,ESO)的自适应反步滑模控制方法。基于双曲正切函数和高增益构造ESO对系统中的非匹配扰动进行估计;利用反步法将非匹配扰动视为匹配扰动进行处理,并设计自适应积分滑模控制器以消除非匹配扰动对系统的影响。通过理论分析,表明所提出控制方法能够保证闭环系统所有信号有界,系统状态可渐近收敛到原点。最后,针对存在非匹配扰动和参数不确定的永磁同步电动机转速跟踪控制系统,提出一种基于有限时间收敛ESO的非奇异快速终端滑模控制(non-singular fast terminal sliding mode control,NFTSMC)方法。利用有限时间收敛ESO估计系统中的综合扰动项,再将其估计值引入到滑模控制器设计中。理论分析表明,所提出的方法能够保证系统状态有限时间稳定。最后通过MATLAB仿真及在基于dSPACE的半实物仿真平台进行实验,以验证所提出方法的有效性。