随着我国制造业的加速发展和产业转型升级的大力推进,永磁同步电机越来越广泛地应用到工业生产和日常生活当中。为提高永磁同步电机的运行效率,精确地检测到永磁同步电机的初始位置是必不可少的一项技术。目前工业上常用的是带增量式位置传感器的初始位置检测方法,如预定位法、电流二分法,但是这些方法的检测精度不高且在检测过程中会产生较大位移。而无位置传感器的初始位置检测方案则仍停留在实验室阶段,实用性有待提高。因此设计出精度高、位移小、使用范围广且简单易用的初始位置检测方法对实现电机高效运行有十分重要的意义。本文首先介绍了永磁同步电机的基本分类和机械结构,提出一种伺服控制算法的软件实现框架,然后从电机的定子三相电压方程和磁链方程出发推导得到电流环和速度环的数学模型,并采用Hankel矩阵辨识法确定速度环模型的参数。针对带增量式位置传感器的电机系统,若给电机施加d轴检测电流,可根据初始电角度未知时的电流关系将带二次Park变换的双输入双输出系统等效为单输入单输出的双闭环系统,以此提出两个检测初始位置的思路:将初始位置检测问题转化为电机的初始状态参数估计问题,用最小二乘法估计电机的初始电角度;将初始位置检测问题转化为扰动抑制问题,利用初始电角度未知时的电流关系计算电机的初始电角度。然而,由于二次Park变换的影响,当初始电角度估计误差为第二或第三象限角时,施加的d轴检测电流会使电机速度响应发散,导致初始位置无法检测。因此本文又提出一种实时修正电角度的检测方法,使在检测过程中就收敛到第一或第四象限,避免了电机失控的问题,使电机能在任意电角度下都能实现精度高且位移小的初始位置检测。针对无位置传感器的电机系统,本文用正反方波代替单向方波对电压矢量注入法进行了改进,使电机在检测过程中产生较小的位移,提高电感绕组的饱和度,同时将改进的方法流程化,方便底层嵌入式实现。此外,本文还在实际的面贴式永磁同步电机上验证了最小二乘估计法、稳态电流法、实时修正法、改进的电压矢量注入法的有效性和可行性。值得注意的是,本文提出的检测方法具有通用性,不局限于本面贴式永磁同步电机模型,对解决永磁同步电机初始位置检测问题具有一定的参考价值。