无位置传感器永磁同步机控制系统已经被广泛地应用在各类产品中,但是目前的控制系统都存在中低速运行不稳定的问题。影响中低速稳定性的因素主要包括启动可靠性,闭环切换成功率,电流环以及速度环稳定性。因此,解决中低速稳定性问题对于永磁同步电机的应用具有重要意义。基于此,本文设计了新型的无位置传感器永磁同步电机中低速控制系统。针对中低速稳定性问题,本文将传统的无位置传感器中低速控制算法进行了优化,实现了一种基于全维状态观测器的中低速控制算法,主要做出了三处改进：采用预定位方式启动,保障了启动的可靠性：设计改进型全维状态观测器算法,提高了电流闭环和转速闭环的稳定性；优化转子位置估算算法,采用锁相环方式代替传统的反正切方式,提高了闭环切换成功率。通过Matlab对改进的算法进行建模仿真,验证了算法的可行性。最后,完成了改进型中低速控制系统的软硬件实现,并对本控制系统进行了功能测试。测试结果表明,本文所设计的控制系统低速启动无抖动,启动可靠；开环可以平滑地切换至闭环且稳定性较高；转速闭环稳定,可以工作在预定范围的±5%之内；电流闭环稳定,可以工作在预定范围的±10%之内。本文设计的控制系统可直接满足盘管风机应用,并对平衡车、水泵、洗衣机、空调等应用都有一定的实用价值。