目前,随着全球能源危机与环境污染等问题的日益严重,驱动系统的电动化越来越普及,也是未来研究和突破的重要方向。随着永磁体性能的不断提升,具有更高能效比和功率密度的永磁同步电机也越来越受到重视,在工业、家电等领域都广泛的运用。位置和速度传感器的使用会增加更大的成本和提升系统复杂度,同时,额外的传感器会减小系统的轻便性,在一些特殊场合也不适合安装机械式传感器,所以研究永磁同步电机的无传感器控制有广阔的前景和必要性。对于无传感器的控制策略主要可以分为两种:一种是基于反电动势;一种是基于电机的凸极性。基于反电动势的无传感器位置辨识方法已经广泛用于电机的中高速运行状态,该方法已经较为成熟。而对于具有转子凸极性的内置式永磁同步电机而言,基于凸极性的高频注入方法在电机低速状态下有较好的位置辨识效果,但是在动态性能和位置观测精度方面还有进一步的提升空间。本文针对内置式永磁同步电机,建立电机数学模型,然后对高频方波电压注入方法的基本原理进行分析研究,对高频差值电流的提取,位置观测器的设计进行分析,并且完成了在初始位置时对电机进行磁极辨识,并通过搭建离散仿真模型来进行验证。然后重点分析高频方波注入法中逆变器非线性对无传感器性能的影响。在轻载或空载等基波较小时,当逆变器的死区效应使高频电流响应出现畸变,此时逆变器的非线性将会严重影响高频注入法的位置估算精度。对此本文提出一种新型高频纹波电流提取和补偿方法,有效降低死区的影响,抑制逆变器非线性引起的位置误差。接着分析电机在考虑磁路饱和以及交叉耦合对高频方波电压注入观测的影响。随着负载增大,电流的提升会使得电机空间磁场发生饱和,同时d-q轴的交叉耦合效应也会进一步加剧,这会严重影响到大负载时的位置观测精度。对此本文提出基于高频旋转方波注入的交叉饱和角的离线辨识方法,该方法可以在没有位置传感器的条件下离线观测出电机的交叉饱和角,通过绘制离线补偿曲线来减小磁路饱和以及交叉耦合对位置观测的影响。然后设计电机控制器的软硬件系统,搭建内置式永磁同步电机实验平台。进行基于高频纹波电流补偿的改进无传感器控制实验,以及交叉饱和角的离线辨识和在线补偿实验,通过对比实验验证了所提出方法进行正确性的验证。最后,对本文的研究的新型高频纹波电流提取和补偿方法以及交叉饱和角的离线辨识方法进行全面总结,同时提出有待完善的问题和进一步的研究规划。