永磁同步电机(PMSM)因具有功率密度高、转矩惯量大、调速范围广等优点而广泛应用于国民生活、工业生产、航空航天等领域。然而PMSM是一个多变量、强耦合、时变的非线性系统,采用传统的PI控制方法很容易受到外界扰动和参数变化的影响,使得电机的转速和电流的控制性能得不到保证。而且,在一些较为恶劣的工作环境下,电机的位置传感器容易受到干扰,这直接影响转子位置的准确性,进而间接影响了电机的控制性能。为了改善PMSM的控制性能,本文采用滑模变结构理论进行控制器和观测器的设计,以实现高性能的控制要求。首先叙述了PMSM的数学模型,分析了矢量控制(FOC)和SVPWM的基本原理,并进行MATLAB/Simulink仿真模型的搭建。在此基础上,详细介绍滑模变结构的基本原理,并分析几种滑模趋近律,选取合适的滑模面,设计了滑模速度控制器;同时为减小电磁转矩脉动,设计了滑模电流控制器,并对其稳定性进行了证明,通过仿真和实验验证了所设计控制器的可行性和有效性。其次,为解决趋近律滑模控制中因忽略系统参数不准确而引起解耦不彻底和负载等非确定性扰动造成的系统鲁棒性不高、稳态精度相对偏低的问题,通过对终端滑模特性的分析,研究了一种新型非奇异快速终端滑模(NFTSM)。该滑模避免了终端滑模的奇异现象,又提高了收敛速度。在速度控制器的设计中考虑负载扰动的影响,在电流控制器的设计中考虑系统参数不准确而引起解耦不彻底的影响,以此进一步增强系统的鲁棒性,提高系统的稳态精度。再通过仿真对比分析了NFTSM控制和趋近律滑模控制下的电机控制性能,证明了前者控制性能的优越性。最后,研究了一种非奇异快速终端滑模观测器(NFTSMO)的无位置传感器控制系统,是通过NFTSM面设计了一种带积分项的控制律,有效的提高了观测精度,且降低了抖振,省去了低通滤波器和转子位置的补偿环节,简化了系统结构。通过利用李雅普诺夫(Lyapunov)函数证明了所研究控制算法的稳定性。再对NFTSMO的无位置传感器控制系统与传统滑模观测器的无位置传感器控制系统进行仿真对比分析,结果表明了前者拥有更好的控制性能。