永磁同步电机具有结构简单,功率密度高,寿命长等诸多优点。因而在航空航天,汽车电子,机器人关节伺服系统等领域得到广泛应用。传统永磁同步电机伺服控制系统中,需要在转子机械轴安装位置传感器获取转子位置信息。这种方式增加了电路系统的复杂度,降低了系统的稳定性,同时还制约了其应用场合。因此研究永磁同步电机无位置传感器控制技术,具有重要的应用价值。本文以机器人训练平台为应用背景,训练平台对永磁同步电机提出了无位置传感器控制的需求,因此本文设计了一种滑模观测器以实现电机无位置传感器运行,与传统滑模观测器相比获得了更高的精度的转子位置与速度信息。本文所做工作与创新性如下:1.讨论了目前常用的有位置传感器永磁同步电机控制方法。论述分析了永磁同步电机的结构与工作特性,并在同步旋转坐标系下建立了其数学模型。讨论了矢量控制系统的基本特性。进而搭建了基于滑模观测器无位置传感器矢量控制框架。2.针对传统滑模观测器存在抖振和观测精度不高的问题,通过引入Fal函数作为饱和函数的方式对传统滑模观测器进行改进,并对改进后的观测器稳定性与稳态误差进行分析。对于启动过程,通过在系统启动阶段采用脉振高频电压注入法的方式,降低启动难度。3.根据设计方案在MATLAB/simulink环境下搭建了基于滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器矢量控制系统仿真结构,对多种工况进行仿真分析与验证。然后采用STM32F103RBT6作为主控器,搭建永磁同步电机无位置传感器矢量控制系统的硬件系统和软件系统。对方案进行实验验证。在相同外部参数下,通过与使用霍尔传感器方式实现矢量控制系统进行对比测试,测试结果验证了所提算法的可行性。