永磁同步电机依靠其效率高,控制性能稳定的优势,在航空航天,电动汽车,精密机床等方向上被广泛应用。在永磁电机的矢量控制闭环系统中,需要获取电机的转子位置信息,转子位置主要通过高成本,高分辨率的旋转变压器或者光电编码器获取。但是这对工况要求苛刻的同时会极大增加整个系统成本。而无位置传感器技术还存在诸多问题,无法完美适用于伺服领域。开关型霍尔位置传感器因其其具备一定的精度,成本低廉并且对安装条件需求不高的特点,关于其在精确检测转子位置中的方法成为研究热点。本文首先分析了霍尔信号的细分方法以及在启动时无法获取转子位置的情况下永磁同步电机的方波驱动方法。针对传感器低分辨率的问题,研究对霍尔位置信号进行细分的平均速度法和平均加速度法。然后针对方波驱动切换至正弦波驱动所存在问题,给出相应切换策略。之后在平均加速度法的基础上,引入降维龙贝格观测器对其进行改进。首先分析了龙贝格观测器的原理,找到其在负载转矩变化时观测误差增大严重的原因。针对这个问题通过将输入由估算转子位置改为估算转速实现降维,并设计相应转子位置观测方法。然后通过仿真对比全维观测器与降维观测器的性能。然后分析了滑模观测器的理论并引入基于霍尔信号插值法转速进行改进滑模观测器设计。在传统的观测反电势的滑模观测器基础上,引入单位正交化锁相环提高观测转子位置与转速精度。并提出更换控制函数,设计基于霍尔转速的自适应频率低通滤波器和使用自适应增益来减小抖振。在改进的平均加速度法和滑模观测器基础上,本文设计了矢量跟踪位置观测器法并对这种方法进行改进。这种观测器并将滑模观测器观测的电机单位反电动势来对平均速度法估算转速进行补偿,可以融合两种方法的优点,极大地提高观测器的精度与稳定性。通过频域分析找出其问题,然后改进结构进一步提高性能。最后对各种方法进行对比,以分析各种方法优劣。