永磁同步电机(PMSM)以其体积小、重量轻、功率密度大、效率高、维护简单等优点受到了电机驱动系统研发人员的高度重视,并且在伺服系统、数控机床、机器人以及航空航天和工农业生产等领域获得了广泛的应用。论文以永磁同步电机无位置传感器矢量控制为研究对象,重点研究基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的永磁同步电机无位置传感器矢量控制系统的相关理论和技术,为扩展卡尔曼滤波在永磁同步电机无位置传感器控制系统中的应用奠定理论和实验基础。首先在对永磁同步电机数学模型分析的基础上,结合矢量控制理论和电压空间矢量脉宽调制技术,建立了基于转子磁场定向的永磁同步电机矢量控制系统,并且在Matlab/simlink仿真环境中实现了永磁同步电机矢量控制系统的仿真,通过仿真结果表明永磁同步电机矢量控制系统具有良好的稳态和瞬态性能。接着,在对卡尔曼滤波理论和扩展卡尔曼滤波算法进行介绍的基础上,对永磁同步电机在d-q坐标系下的非线性数学模型进行线性化的基础上,推导出基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机无位置传感控制系统,并在Matlab/simlink仿真环境中实现了基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机无位置传感矢量控制系统的仿真,并对系统在空载和负载时的转速跟踪能力进行了仿真,仿真结果表明采用扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机无位置传感器矢量控制系统无论在空载和负载时,均保持了较好的转速和位置的跟踪性能。永磁同步电机驱动系统具有广泛的应用场合,不同场合的负载类型各不相同,并且永磁同步电机在运行过程中电机参数将随着温度、电流等因素的变化而变化,为使基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机无位置传感器矢量控制系统在不同负载类型和电机参数发生变化时也能可靠的应用,本文考察了不同负载类型和永磁同步电机参数变化对基于扩展卡尔曼滤波算法无位置传感器控制系统的鲁棒性,结果表明基于扩展卡尔曼滤波算法的无位置传感器控制系统在负载类型发生变化和电机参数发生变化时具有较强的鲁棒性。扩展卡尔曼滤波算法中的协方差矩阵的选择直接影响着系统的性能,本文通过对协方差矩阵在不同取值时对转子位置辨识精度影响的分析基础上,对协方差矩阵对扩展卡尔曼滤波算法的影响进行了总结,并且给出了对协方差矩阵的设计规则。最后,为了验证本文基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机无位置传感器控制系统的性能,基于dSPACE半实物仿真平台实现了永磁同步电机无位置矢量控制系统的半实物仿真,并且与Matlab/Simlink仿真结果进行了对比,从而证明了理论分析的正确性,并且为工程应用奠定了良好的基础。