永磁同步电机以其高效率、高功率密度的优点越来越受到人们重视,并被越来越广泛地应用与驱动系统中。本文旨在基于TMS320F28335的芯片开发永磁同步电机的控制器。控制器还具有无位置传感器控制的功能,为位置传感器提供安全冗余,提高控制器的鲁棒性。首先,对被控对象进行建模。通过Maxwell建立的电机有限元模型能更全面准确地反映电机的特性。在有限元模型基础上简化的集中参数模型是电机控制的基础。另外,还介绍了如何通过实验和最小二乘法标定建模所需的参数。然后是电机转矩转速双闭环控制算法的研究。本文提出一种滤波补偿的方法能减少电流滤波导致的相位滞后和幅值减少。文中还研究了空间矢量脉宽调制产生的机理和方法,以及优化死区注入的方法。矢量控制的核心是对dq轴电流进行解耦,然后控制器配置零点,把离虚轴较近的极点消去,最终把转矩环简化成一阶低通环节。在此基础上,便可以科学地设计控制器的PI参数。程序的总体框架用状态机来表示,能保证其运行更加稳定。另外,需要对参数进行标幺化,防止数值过大溢出或截断产生误差。除了应用层的代码,底层驱动代码同样重要,它是沟通应用层和硬件底层的桥梁。文中讲述了主要寄存器的配置参数。控制器的硬件系统可以划分成四个部分,分别是最小系统、IGBT的驱动与保护、信号采集以及通讯电路。最小系统能保证DSP能正常运行。IGBT采用自举电路来驱动,通过分别检测三相电流判断是否发生短路故障。信号采集电路通过两级运放采集电流电压和温度等九个模拟量。还能采集编码器的数字信号。通讯电路支持CAN、SPI、I2C以及串口的通讯。为了研究无位置传感器控制技术,先后分析了直接计算法、龙贝格观测器法和滑模观测器法的优劣。提出了一种参数化配置龙贝格观测器增益的方法,以及多段滑膜观测的方法,并通过李雅普诺夫函数证明了其鲁棒性。滑模观测器观测反电动势的正弦和余弦分量,然后通过锁相环计算出角度和转速。最后,通过计算机仿真和所搭建的实验台架进行实验,验证了所提出算法的有效性。