传统的进给系统越来越不能满足超高速、高精密机械加工的要求，而永磁直线同步电机直接驱动技术以高速、高精密、快响应、大行程等优异的特性，在高速、高精密机械加工设备中得到了广泛的应用。永磁直线同步电机直接驱动系统省去了中间传动环节，系统的各种扰动直接作用于电机，因此对控制系统提出了更高的要求。而传统的带位置传感器的控制系统存在诸多缺点，因此研究成本低、性能良好的无位置传感器控制系统成为近年来的一个研究热点。本文的研究目的就是要实现永磁直线同步电机的无位置传感器控制。本文研究了永磁直线同步电机无位置传感器的矢量控制，并建立了相应控制系统的模型。系统研究了无位置传感器控制中关键的位置和速度估计问题。在分析、比较各种估计算法的基础上，提出了基于EKF的位置和速度估计算法，并对EKF算法进行了理论推导、计算机仿真及实验。提出了一种静止时估算表面式PMLSM的动子位置的方法——电压脉冲矢量注入法，其最大估计精度可以达到±0.9375°。结合电压脉冲矢量注入法和EKF估计算法，可以实现PMLSM的平稳运行。本文设计了EKF估计器硬件系统架构和软件系统流程，设计并实现了基于EKF的位置和速度估计器。为测量电机相电压和相电流，阐述了测量电路的原理，设计并制作了电路板，并用实验进行了验证。阐述了DSP软件的设计方法，开发了实现EKF估计算法的DSP软件，实验验证了EKF估计算法的可行性，并检验了EKF估计算法的精度。