永磁同步电机(PMSM)具有结构简单、损耗小、效率高以及运行可靠等优点,现已在民用、航天和军事领域得到了广泛应用。直接转矩控制(DTC)是继矢量控制之后的又一种高性能控制技术,它以定子磁场定向的方式直接控制磁链转矩,具有响应快速鲁棒性强的特点。然而,直接转矩控制存在转矩脉动以及开关频率不恒定的问题,从而限制了直接转矩控制的应用。另外,为了获取实际转速的信息通常需要安装机械传感器,这样会增加系统成本和复杂性,降低系统的可靠性。因此,本文对直接转矩控制技术和无传感器算法进行了以下研究。首先,阐述了PMSM的控制策略以及无位置传感器的发展现状,介绍了电机的基本结构与分类。建立了不同坐标系下的数学模型,分析了DTC的控制思想以及各模块的控制原理。搭建了传统DTC系统仿真模型,仿真结果验证了传统DTC的响应快速与强鲁棒性能,但存在转矩脉动以及逆变器开关不恒定的问题。其次,针对传统DTC存在的问题,提出了基于二阶滑模控制的改进算法。该算法通过空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术取代了滞环控制器以及传统的开关表,同时利用二阶滑模控制器替代PI控制器来抑制磁链环与转矩环偏差。仿真结果表明,改进DTC有效降低了磁链和转矩脉动。最后,介绍了模型参考自适应系统(MRAS)的辨识理论,并将该理论应用到改进DTC系统中,利用波波夫理论求解出传统MRAS的转速辨识算法。此外,为了降低了定子电阻对可调模型以及定子磁链估算的影响,提出了改进型MRAS策略,设计了同时辨识电阻和转速的改进型MRAS算法,并将辨识出的电阻值实时更新到MRAS的可调模型模块与定子磁链的估算模块。仿真结果表明,改进型MRAS有效降低了电阻对可调模型以及定子磁链的影响,提高了转速的辨识精度以及系统的动静态性能。