近年来,永磁同步电机得到了越来越广泛的应用。而永磁同步电机的控制通常都需要使用速度传感器来获得电机转速与转子位置信息。但速度传感器的安装会增加电机机械复杂性,加大电机体积,还会受限于恶劣环境的影响。无速度传感器控制在近年来取得了显著进步,使这种控制方法也逐渐进入工业应用之中。但在没有电机转速和位置信息的情况下不少无速度传感器控制方案无法启动或会产生较大的电流冲击。故永磁同步电机的无速度传感器启动方案也是无速度传感器控制的研究重点之一。本论文的目标是对比、验证和研发先进的无速度传感器启动方案。论文首先推导了永磁同步电机在不同坐标系下的数学模型。以此为基础设计了永磁同步电机的矢量控制方案。根据转子坐标系下的数学模型和控制原理,设计了矢量控制中各控制环的控制参数。接着在矢量控制的基础上实现了MTPA控制和弱磁控制。接着论文研究了基于扩展电动势的无速度传感器控制方案。论文详细设计了基于扩展电动势的磁链观测器的基本结构,并对每个控制环进行了稳定性分析和参数设计。根据系统伯德图,对该观测方法在各种转速下的观测情况进行了预测,并通过仿真与实验进行了验证。然后论文将永磁同步电机的启动情况分为了静止启动和带速重投两种情况。首先设计了基于电流闭环I-F控制的无速度传感器静止启动方案。论文建立了该方法的控制模型,进行了详细的理论分析与参数设计,并在其基础上设计了新的闭环控制器,可以实现更加快速稳定的静止启动。接着论文对于带速重投技术进行了研究,在理论分析与仿真实验的基础上,对各种方案进行了系统的比较和分析,给出了各种方案适合的应用场合。对于上文所做的理论分析,论文皆通过MATLAB/Simulink平台进行了仿真分析,并对MTPA控制、基于扩展电动势的无速度传感器控制、I-F启动控制和零电压矢量注入的带速重投控制四种控制方案在基于dSPACE DS1103的实验平台上进行了实验,验证了各控制方案的有效性和理论分析的正确性。