永磁同步电机具有功率密度大、效率高、可靠性高、维护简单及对环境适应性强等特点，已在电力传动领域得到了广泛的应用。永磁同步电机控制为了准确获取转子速度与位置，需要安装位置或者速度机械传感器，这样不仅增加了系统成本与复杂性，还降低了系统的可靠性。为此，无机械传感器技术逐渐被人们关注，成为电机控制领域的研究热点。　　 本文首先在详细介绍了永磁同步电机数学模型与直接转矩控制原理的基础上，探讨了基于空间电压矢量脉宽调制的直接转矩控制策略。为了提高电机效率，采用基于最小定子电流直接转矩控制，通过计算机仿真与硬件实验研究，验证该算法的有效性与可行性，为无机械传感器下的直接转矩控制算法提供了基础与参照基准。　　 其次，为了实现无机械传感器的转速辨识，本文在分析表贴式永磁同步电机的电压方程与反动势变化规律基础上，选取两相静止坐标系下的定子电流与反动势为状态变量，构建四阶的状态方程，设计了基于定子电流与反电动势的四阶滑模状态观测器。在观测器的电流部分，选取电流偏差构建滑模面，采用滑模面的符号函数构成滑模控制率作为输入。利用Lyapunov定理，根据滑模可达性与电流差动方程的渐近稳定条件，确定了滑模增益自适应率。在反动势方程部分，用滑模自适应率乘以反馈系数后作为输入。当系统产生滑模运动后，反动势误差收敛为零。根据滑模观测器的等效控制原则，用低通率滤波器滤除滑模控制率引起的抖动后，得到反动势自适应方程。在此基础上，选择适当Lyapunov函数，根据反动势差动方程渐近稳定条件得到电机转速自适应率，估算出电机转速，再利用电流方程计算出定子磁链与电磁转矩。　　 最后，为了验证本文探讨的无机械传感器的直接转矩控制算法，先后进行了计算机仿真研究与硬件实验研究。仿真与实验结果表明，本文研究的算法有效可行。