永磁同步电机(PMSM)具有高转矩惯性比、高效率和高功率密度,在民用、航天和军事等领域得到了广泛应用。要获得高性能的PMSM控制,转速闭环是必不可少的,然而转速传感器的安装增加了系统成本,降低了系统的可靠性和鲁棒性,还受环境和安装条件等的制约。因此,无速度传感器技术成为目前电机控制研究热点之一。本文针对如何提高永磁同步电机无速度位置传感器矢量控制系统的宽调速性能、带载能力、抗突变能力以及系统鲁棒性,做了如下研究:首先,介绍了永磁同步电机的发展现状,总结了现有主流的无速度传感器控制策略,讨论了永磁同步电机的动态数学模型和矢量控制的基本原理,分析了 SVPWM控制技术。同时分析了滑模变结构控制的基本原理、滑模控制三种特性以及滑模变结构控制系统抖振问题。其次,基于永磁同步电机的数学模型讨论了传统滑模观测器,通过反正切估计了电机的转子位置与转速,并导出了该方法的局限性;为此,建立了基于锁相环(PLL)的自适应滑模观测器来估计电机转速与转子位置,设计了饱和函数sat(s)作为切换函数,利用李亚普洛夫稳定性定理分析了该观测器的稳定性,该方法克服了反正切所引起的误差放大,减小了观测器的抖振。为了拓展低速调速范围和增强系统鲁棒性,构建了线性等速趋近律的滑模速度控制器,并判定了系统的稳定性;进一步推导了积分型变指数趋近律的滑模速度控制器,分析了系统的稳定性,该方法加快了趋近速度,减小了在滑模面上的抖振。构建了基于自适应滑模观测器和积分型变指数趋近律滑模速度控制器的永磁同步电机双滑模矢量控制系统。最后,基于MATLAB/Simulink建立了仿真系统,并针对调速范围、带载能力、抗负载突变等几方面进行仿真分析,并与传统的滑模观测器矢量控制系统进行了对比分析,表明了本文所提控制方案提高了 PMSM调速系统的低速带载能力和鲁棒性,系统具有较高的抗干扰能力,即使在很低转速运行工况下的转速降落也低于10%,且调速范围宽,可达1:600。基于固伟电子PTS-1000物理实验平台进行了实验验证。仿真和实验验证了理论分析的正确性以及本文所研究控制策略的有效性与可行性。