永磁同步电机（PMSM）因为结构简单、效率高和功率因数高的优点而广泛应用在航空航天、深海、深地等工业领域和空调、洗衣机等家用场合。无位置传感器控制技术能够降低PMSM驱动系统的体积和成本,提高驱动系统的可靠性,是PMSM控制的研究热点。逆变器非线性、电流测量误差以及PMSM模型参数误差会增大位置估计误差,降低无位置传感器运行性能。绕组匝间短路故障不但会使短路线圈的电流和温度升高,加速损坏绕组绝缘,还会增大位置估计误差,降低电压补偿和参数辨识等的性能。研究位置估计算法的误差来源及对策,对提高PMSM无位置传感器控制的性能和可靠性有重要意义。针对滑模反电势观测器（SMO）的高频抖振和相位延迟问题,提出基于同步旋转坐标系（γδ轴）自适应SMO的位置估计算法。通过引入自适应参数来估算γδ轴反电势,减小了SMO切换函数的增益并省去相位补偿环节。利用实验结果验证该算法能够有效减小估计位置的高频误差和偏移。建立逆变器非线性参数模型,推导逆变器非线性导致的交、直轴（dq轴）电压误差的表达式。考虑逆变器非线性的影响,建立γδ轴自适应SMO位置估计算法的小信号模型,推导直轴反电势估计值、位置估计误差与直轴电压误差的传递函数。针对位置估计误差、电机参数误差和观测器延迟导致的逆变器非线性辨识精度下降问题,提出基于直轴反电势估计的逆变器非线性辨识和补偿策略,利用实验结果验证该算法能够补偿逆变器非线性,降低位置估计误差和相电流谐波。考虑相电流的直流偏移误差和增益系数误差,建立电流误差的数学模型,推导电流误差和逆变器非线性对γδ轴自适应SMO位置估计算法影响的等效电压误差表达式。针对电流误差干扰逆变器非线性补偿这一问题,提出基于最小化直轴反电势估计值谐波的查表补偿策略。补偿策略用迭代学习算法（ILC）计算直轴电压补偿表,实现补偿电流误差和逆变器非线性的目标,利用实验结果验证该算法能够有效降低电流误差和逆变器非线性导致的位置、速度估计误差和相电流谐波。建立考虑逆变器非线性、电流误差、电机参数误差和位置估计误差的PMSM稳态电压方程,分析位置估计误差对基于稳态电压方程的电机参数辨识的影响。针对位置估计误差带来的参数辨识秩亏问题,建立PMSM非线性回归模型,提出基于高斯-牛顿迭代法的电机参数辨识及模型修正策略。利用实验结果验证该策略能够修正模型参数,有效降低位置估计误差。建立匝间短路故障电机的数学模型,推导匝间短路故障、逆变器非线性、电流误差和电机参数误差对位置估计影响的等效电压误差表达式,分析直轴电压误差各次谐波的幅值和相位特征。针对诊断匝间短路故障与消除电流误差相互干扰的问题,提出基于直轴电压补偿的故障诊断策略。利用实验结果验证该策略能够减小位置估计误差、诊断匝间短路故障并校准电流放大系数,有效提高PMSM无位置传感器运行的可靠性。