电机驱动控制系统作为驱动电机的核心单元,在矿产资源勘探等领域（如井下管道电动切割、皮带运输、通风换气等）有着广泛的应用。矿用电机控制器通常在高温高压等极端环境中长时间服役,要求其控制系统具备较高的精度、可靠性和稳定性。本文以矿用井下切割设备电机驱动控制系统为研究对象,针对高温环境下栅极驱动器输出信号不稳,母线电容值非线性变化等问题,设计了一种永磁同步电机（Permanent Magnetic Synchronous Machine,PMSM）驱动控制系统。该驱动系统主要通过改进基于扩展卡尔曼滤波器（Extended Kalman Filter,EKF）无位置传感器控制系统和栅极驱动器细化做高温专用功能电路的设计,提高了系统的高温适应性和控制精度。主要研究内容如下:首先,建立了PMSM在不同坐标下的数学模型。分析了矿用电机驱动控制系统的发展和现代PMSM控制策略。完成了包括三相PMSM的坐标变换理论分析、空间矢量脉宽调制和闭环控制调节器的设计。其次,研究了基于改进EKF无位置传感器系统高温适应性。（1）通过选择无位置传感器控制策略,简化了变频器和电机间的连接线路,提高系统的可靠性;（2）通过增强基波信号,将脉振高频信号注入同步旋转坐标系中的d轴上,使叠加后的基波信号共同施加给三相绕组,其后利用带通滤波器将EKF输出的电压信号抽取并做幅值调制处理,估算出转子位置;（3）最后对该控制系统进行MATLAB/Simulink仿真,结果表明改进EKF无感控制系统的滤波增益效果好,可显著提升驱动系统在高温下的控制精度和改善低速情况下转子有用信号的信噪比低的问题。再次,设计了系统硬件和软件部分。分析了主要电子元器件的失效机理,进行元器件选型,同时完成以TMS320F28035PNQ数字信号处理器为核心的电路设计。为减低系统功耗和提高驱动部分的高温适应性,由最小可控集成单元入手,对栅极驱动器做高温专用功能电路设计。对母线电容进行替换,板间与铝基外壳做到导热绝缘,优化PCB走线布局。同时完成软件程序流程设计,以实现控制器基本功能。最后,搭建实验平台,对电机驱动控制器的高温适应性进行实验验证。实验结果表明:该系统具有良好高温环境适应性和操控性能,系统可在125℃高温环境中稳定运行两小时以上同时通讯正常,零速及极低速情况下转子位置信号有用信噪比提高约47.62%,三相交流电相位差互补120°达到稳定平衡状态。