永磁同步电机（PMSM）凭借高效率、高功率因数、高功率密度、低温升等优点,已广泛应用于工业控制、航空、家电等诸领域中。高性能的永磁同步电机控制系统往往依赖实时的转子位置信息,利用传感器获取位置信息是当前最通用的方式,但传感器的存在增加了系统成本、体积以及降低了系统的可靠性,使得控制系统应用场合受限。近年来无位置传感器控制技术已广泛应用在家电、高端装备制造等领域,控制系统根据内部物理关系实时反馈位置信息,克服了使用机械传感器给系统带来的缺陷,扩大了永磁同步电动机在一些特殊场合的应用范围。如何进一步提高无位置传感器控制技术,应用于一些高性能场合是目前电机控制方面研究热点。本文以表贴式电机为研究对象,对电机初始位置辨识、全速域范围运行控制策略等方面展开研究。首先,本文简单介绍了永磁同步电机结构、物理特性,通过数学建模分析了永磁同步电机物理量之间的关系及矢量控制算法,并搭建了无位置传感器控制系统为后续研究无位置传感器控制策略奠定了实践基础。然后,本文针对转子初始位置辨识采用一种带有退磁效应的有序电压脉冲注入的方法,基于响应电流差值与电角度之间的关系得出转子位置信息,该方式解决了初始位置定位过程中转子转动的问题。针对永磁同步电机无位置传感器低速运行,本文以高频方波电压注入直轴的方式,采用一阶滑动平均滤波提取高频响应电流包络线,然后利用锁相环提取位置信息。高频注入法对死区等非线性因素不敏感,信号处理简单,位置观测精度高。对于无位置传感器中高速运行,本文针对传统滑模观测器存在的相位滞后和固有抖振等问题,提出了一种以反电动势误差作为滑模输出的改进型滑模观测器。该方法基于比例积分滑模面、饱和函数、指数趋近率的组合控制律构建电流观测器,采用反电动观测器提取反电动势信号,并引入锁相环来实现位置检测。最后,本文以速度、角度加权平均的方式实现低速高频方波注入到中高速滑模观测器的平滑切换,进而实现永磁同步电机无位置传感器全速域控制。结合全速域范围运行无位置传感器控制理论,本文搭建了仿真分析模型,系统地建立了无位置传感器控制系统策略。设计并搭建了基于DSP+FPGA的系统软硬件平台,并进行了相关实验验证,实验结果证明了本文无位置传感器控制算法的有效性。