传统的永磁同步电机控制系统,通过机械传感器获得电机的速度与位置的反馈信号进行控制。机械传感器存在安装困难、体积变大、干扰影响和可靠性降低等问题。针对这个问题,无速度传感器控制已经成为目前研究热点。另外,永磁同步电机在工业领域的应用,期望有高性能的动态响应和静态响应,因此需要研究新型的高性能的控制算法,以提高控制系统控制性能和品质。本文在上述目标要求之下,着眼于滑模变结构控制理论的应用研究,进行了如下几个方面的讨论和研究。首先,简述永磁同步电机的基本工作原理,分析了永磁同步电机在不同坐标系下的数学模型,并且分析了其矢量控制的基本系统结构和主要功能模块,为永磁同步电机新型滑模变结构速度位置观测器算法和滑模变结构控制算法提供了研究基础。其次,针对永磁同步电机滑模观测器存在的系统抖振、角度偏差、速度计算的扰动问题,提出了两种新型的滑模观测器。其一是扩展卡尔曼滤波滑模观测器。通过引入Sigmoid函数、扩展卡尔曼滤波器和锁相环技术,减弱了系统抖振,解决了低通滤波器带来的角度偏差和需要补偿的问题,锁相环提取速度信号成功地削弱速度计算带来的扰动问题。其二是永磁同步电机扩展状态自适应滑模观测器,思想是把观测状态由原来的电流信号扩展到电流和半反电动势,并结合模型参考自适应控制理论,对半反电动势进行提取以获取角度信号,通过自适应率算法获得速度信号,减小系统抖振的同时可以省略低通滤波器,解决角度偏差和速度扰动的问题。再者,非奇异终端滑模控制是在终端滑模控制的基础上发展出来的控制算法,解决了它的奇异问题,但是系统状态的收敛速度没有终端滑模控制那么快,并且存在系统抖振的问题。采用伪指数趋近率以提高系统状态的收敛速度,引入扩张观测器对系统扰动进行观测来减小系统抖振,提出了基于扩张观测器的伪指数趋近率快速非奇异终端滑模控制算法。将该算法应用到永磁同步电机矢量控制速度环中,并进行了仿真研究,仿真结果表明该算法有效且正确。最后,对滑模预测控制进行了研究。结合多采样率控制理论,提出了永磁同步电机输入多采样率滑模预测控制算法,该算法能够改善永磁同步电机矢量控制系统速度环和电流环的动态响应速度不匹配的问题。