永磁同步电机具有高效率、高功率密度和较强的弱磁升速能力等特点,被广泛应用于电动汽车驱动系统。车用永磁同步电机常采用矢量控制方法,该方法需要准确的转子位置信息作为参考,因此需要转子位置传感器,这增加了电机的体积和成本,为了进一步提高永磁同步电机无位置传感器控制性能,本文开展了以下研究工作。(1)分析了永磁同步电机工作原理和数学模型,建立了低速段转子位置辨识方法,在辨识得到的转子位置坐标系下注入高频脉振电压信号,提取含有转子位置误差信息的反馈电流分量,再经转子位置观测器辨识得到转子位置信息;在转子极性辨识中,借助转子磁极饱和效应,应用高频分量幅值来判断转子极性。(2)高速段转子位置辨识应用反电动势观测法,为缓解低通滤波器引发的相位滞后问题,将低通滤波器输出的反电动势信号纳入滑模观测器;在基于锁相环的转子位置辨识环节,借助了正切函数锁相环,实现了高速段正、反转运行转子位置辨识。(3)提出了转子位置辨识方法的切换准则,设计了基于电机转速信息的滞环切换策略,实现了全速段转子位置辨识。MATLAB/Simulink仿真结果表明,该方法所辨识的转子位置能够较好地跟踪实际转子位置,且动态特性和鲁棒性较好。(4)结合车用永磁同步电机应用场景,改进设计了矢量控制器,在原有的双闭环PI控制器基础上,将一阶自抗扰控制器和抗饱和PI控制器分别应用于速度环和电流环。仿真结果表明,改进的矢量控制方法具有良好的动态响应特性。(5)针对无位置传感器控制系统稳定性受到电流畸变影响的问题,对逆变器开关的非线性特性进行了建模,提出了在线调节各相死区时间的方法,建立了MATLAB/Simulink仿真模型。结果表明,在缺少精确转子位置信息的情况下,所提的在线调节死区时间方法较好地缓解了逆变器输出电流的畸变。