永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)不仅具有功率密度高、转子转动惯量小、运行效率高等优点,而且结构简单、重量轻、体积小,因此在工程实践中得到了广泛的应用。然而,永磁同步电机是一个多变量强耦合的非线性系统,单纯的PID控制难以同时满足动态响应快、超调小以及抗干扰能力强的高性能要求。因此,本文在PMSM控制系统中引入自抗扰控制技术(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)。为了避免机械位置传感器带来的种种缺点,本文对基于扩张状态观测器(Extended State Observer,ESO)的PMSM无位置传感器控制系统进行研究。针对基于ESO的无位置传感器控制系统,研究在d-q坐标系下基于ADRC控制器的转子角度观测方法和在α-β坐标系下基于ESO的转子角度观测方法,并通过仿真分析两者的性能,构建基于扩张状态观测器和归一化锁相环的无位置传感器控制系统,并证明扩张状态观测器的稳定性。最后仿真验证该方法对转子位置的观测性能。基于PMSM系统和典型的二阶积分串联型系统对NLADRC和LADRC做出充分研究,并总结了各自的优缺点。针对NLADRC调参难度大的问题,研究一种简单实用的参数整定方法,该方法根据控制率限幅使系统达到基本稳定,然后通过各重要参数对系统控制性能的影响使系统运行于最佳性能点。最后通过实验验证该方法的有效性。针对NLADRC抗干扰能力随扰动幅值的增大而递减的缺点,提出并设计NLADRC/LADRC切换控制策略,并对该控制策略的电流环和转速环的性能进行分析,通过仿真验证该控制策略可以有效结合NLADRC和LADRC的优点,回避两者的缺点,提高系统的控制性能。搭建以直流发电机为负载的永磁同步电机实验平台,通过实验验证基于扩张状态观测器的无传感器控制方法和NLADRC/LADRC切换控制策略的有效性,并将NLADRC/LADRC切换控制器移植到无传感器控制系统中,实验验证系统的控制精度、抗扰性能以及调速性能。