在航空航天、工业生产等领域,如高速陀螺仪、精密加工应用场合中,高精度电机驱动控制系统有着重要意义。对于高精度并且对系统效率有一定要求的电机驱动系统,如高速陀螺电机系统,开关型功率变换器目前应用广泛,系统效率高,但通过开关斩波得到的输出波形精度低、谐波含量高,从而使得电机的控制精度不能得到有效提高;传统线性功率放大电路输出精度虽高,但功率器件损耗大,系统效率低。因此,本文针对开关线性复合式的电机控制与驱动方法,具体进行了以下研究:首先,提出一种三相多电平开关线性复合式电路拓扑,采用H桥级联型多电平逆变电路、LC滤波器及线性功率放大电路串联的结构,使系统具有高效率、高输出精度的特点。对该拓扑建立了模型,并针对电路的功率因数、输出纹波及系统效率进行了分析。针对该拓扑,研究了多电平开关逆变电路的调制及线性放大电路的控制策略。通过分析开关调制方法对电路输出电压纹波及系统损耗的影响,结合线性电路工作特点,对输出电压相位进行补偿,通过构建电压闭环控制策略,降低了输出电压跟踪误差。其次分析了永磁同步电机的数学模型,研究了基于矢量控制的转速、电流、电压三闭环开关线性复合式电机控制方法。重点针对无速度传感器下,电机可靠启动问题,基于简化的电机机械运动模型,提出了一种永磁同步电机开环变频启动方法,通过计算得到最优启动参数,使电机能在不需要位置辨识的基础上,可靠地开环启动,并研究了结合开环启动和反电势估计的无速度传感器控制方法。最后,通过仿真平台对理论分析进行了验证,并在搭建的多电平开关线性复合式的电机驱动控制实验平台上进行了带负载、带电机的实验验证。结果表明多电平开关线性复合式电路具有输出精度高、谐波含量低的特点,并且系统效率高于传统推挽电路;基于此拓扑的无速度传感器控制下,可使永磁同步电机高可靠、低转速波动的启动,并且在高速下具有较高的转速精度。