永磁电机牵引传动系统因其高功率密度、高效率、低噪音等优点逐渐成为下一代城轨交通的发展方向与研究焦点。在高性能内置式永磁同步电机控制中,需要准确的速度与位置反馈,通常,这一工作由与电机转轴连接的位置传感器获得。然而位置传感器的存在增加系统成本,降低可靠性,并且在恶劣环境下性能易受到影响。基于此,利用无位置传感器控制技术取代传统位置传感器,提高系统可靠性和节省成本,已成为传动控制领域中一个重要研究方向。本文以地铁用永磁同步电机为研究对象,致力于无位置位置传感器技术研究,主要工作如下:首先,从永磁同步电机数学模型出发,介绍了矢量控制基本方法与传统PI电流环设计。针对低开关频率控制下存在较大的控制延迟,建立了离散时间域下的逆变器-电机模型,并依此设计了复矢量电流控制器。随后,采用离散时间域下的闭环系统零极点分布图对两种电流控制器性能进行了细致分析,结果表明,相比传统PI电流环,复矢量电流控制器在低开关频率以及电机参数不匹配下的具有更优良的电流解耦性能。其次,采用扩展反电动势滑模观测器得到含有转子信息的反电动势信号。进一步,考虑电机运行在升降速时,基于传统锁相环的观测方案存在明显的位置估计误差,提出了一种基于高阶锁相环的位置估计方案,通过增加系统阶数实现电机升降速时的准确估计。同时,为增强位置估计方案的抗扰动能力,引入前置滤波器消除指定次谐波。此外,构建所研究的估计方案的小型号模型,并以此给出了相应的参数设计。然后,考虑电机参数误差对扩展反电动势观测器的影响,给出电感与定子电阻参数不匹配与位置观测误差的表达式,并详细分析在不同工况下电机参数误差对位置估计的影响程度。在此基础上,针对地铁永磁同步电机运行特点,设计了随电流变化的电感离线辨识与定子电阻在线辨识相结合的参数辨识方案,可在不降低系统的带宽下克服由参数变化导致无位置传感器控制性能的下降问题。最后,在所搭建的异步-永磁小功率牵引传动对拖测试平台中,对文中的算法进行了实验测试,结果验证了所研究控制算法的有效性。