因具有高功率密度和效率的优点且体积小,控制性能好,永磁同步电机广泛应用在电动汽车,冶金等工业领域中。基于矢量控制的永磁同步驱动系统要求实时获得精确的位置信息,目前大多通过机械式位置传感器获取。该机械式传感器的使用会导致系统可靠性降低、成本增加、抗干扰能力削弱等问题。所以,无位置传感器控制技术的研究成为永磁同步电机的主流研究方向之一。按照不同速度等级划分,永磁同步电机无位置传感器技术主要分为低速(包括零速)、中高速两类,而由于低速运行时,反电动势低,难以获取准确的位置信息,使得电机无法以最大的转矩启动,甚至造成起动失败或反转。因此,永磁同步电机平稳起动成为了无位置控制技术的难题。本文针对无位置传感器永磁同步电机系统起动控制策略进行以下研究,主要内容如下:首先,通过对永磁同步电机的理论分析,建立其高频激励下的数学模型,为实现电机的无位置传感器起动控制奠定了理论基础。其次,介绍了永磁同步电机无位置传感器起动的两步过程,第一是转子初始位置识别,如高频信号注入法和预定位法等;第二是给定起动电流电压,如磁场定向控制和反电动势闭环法等。为了获得精确的转子位置信息,本文研究了一种基于高频方波注入的永磁同步电机转子位置估算方法。首先,该方法不需要滤波器可以直接从相邻两个开关周期的响应电流差值中获取转子位置误差信号。然后,通过设计位置观测器获得位置信息。同时,为了提高系统抗扰动性能,提出了一种具有较强鲁棒性的扩张状态观测器,并进行参数整定。为了解决转子磁极极性(N/S极)辨识错误导致启动失败或反转等问题,本文提出了一种新型磁极极性判别方法,即在估计d轴注入低频正弦电流,并将d轴高频电流响应的幅值进行累加,通过比较幅值大小即可判别N/S极。该方法与高频方波注入法相结合确定转子初始位置,且实验结果表明本文所提出的方法能够实现在电机静止和自由运行状态下均能准确地检测转子初始位置,鲁棒性更强。同时,通过设计电流调节器和速度调节器,提高了系统起动响应性能。最后,在永磁同步电机无位置传感器矢量控制实验平台上,对本文所提出的无位置传感器起动策略进行实验验证,实验结果表明本文所提出的起动控制策略是正确和有效的,并且电机系统的起动响应性能有较大的提高。