高速永磁同步电动机(Permanent Magnet Synchronous Motor PMSM)具有常速电机无法比拟的诸多优势:较低的转动惯量、较小的几何尺寸、较快的响应速度和较大的功率密度,因此高速PMSM在高精度机床、汽车工业及及航空航天领域内的应用越来越广。由于高速PMSM旋转速度较快,造成定子中流过的电流频率亦高于常速电机,因此驱动电机的逆变器中电流谐波含量亦高于常速电机,对高速PMSM系统的转矩平稳性及运行效率产生很大影响。为了提高高速PMSM控制系统性能,对电机定子电流谐波抑制方法的研究就显得尤为重要。另外,可用于高速PMSM转子速度检测的传感器很少,需采用无速度传感器技术对其转子转速进行估算,因此开展高速PMSM无传感器技术的研究拥有非常重要的价值。本文针对高速PMSM控制技术的缺点,对抑制定子电流谐波含量以及改进无速度传感器算法两个方面展开了研究,论文主要的研究内容如下:首先,本文对PMSM三种转子结构进行了阐述,建立起PMSM在三相静止轴系、两相静止轴系以及两相同步旋转轴系下的数学模型,对PMSM直接转矩控制策略中的定子磁链、转矩估算方案及控制策略的实现过程进行了阐述。其次,针对高速PMSM定子电流总谐波失真高的特点,研究了基于5段式矢量合成次序的简化三电平空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation SVPWM)算法对传统三电平SVPWM算法中参考电压空间矢量合成原理、实现过程及其优缺点进行了深入分析。提出了一种基于参考电压矢量分解的简化三电平5段式SVPWM矢量合成算法,在满足高速PMSM控制系统性能的同时,进一步简化了SVPWM算法的复杂性,并搭建了仿真模型对两种算法的性能进行了仿真对比研究。最后,针对高速PMSM无速度传感器技术进行研究,分析了Luenberger观测器原理,针对传统观测器算法存在的问题对其进行了改进,通过引入关系函数修正了传统观测算法存在的观测转速偏差。在Matlab/Simulink软件中搭建了基于改进型Luenberger观测算法及简化三电平SVPWM的高速PMSM直接转矩控制系统的仿真模型,并在1000—10000r/min的范围内对仿真模型进行了分析,仿真结果证实了改进型Luenberger算法的正确性与可行性。