永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM)具有体积小、效率高、调速性能好的优点，近年来在工业控制领域得到了日益广泛的应用。永磁同步电机通常在电机上安装位置传感器来提供转子的位置信息，从而实现自控变频式控制。位置传感器的加入增加了电机的成本和故障因素，因此永磁同步电机无传感器控制技术得到了高速发展。在对无传感器永磁同步电机转子位置预测的各种方法进行深入分析的基础上，选用快速响应好、鲁棒性强、易于工程实现的滑模观测器作为转子位置预测方法。论文首先介绍了永磁同步电机的控制方式和交流电机变频调速的两种主要控制策略，建立了永磁同步电机的数学模型和矢量控制系统。在对滑模变结构控制分析的基础上，设计了永磁同步电机滑模观测器，完成了转子位置角的预测。与传统带传感器的矢量控制PMSM相比，滑模观测器因其基于电机的反电动势来估测电机角度，在低速特别是在零速状态下，电机的反电动势较小，难以满足控制系统要求。本文提出一种将电机的它控和自控方式相结合的控制策略，在零速及附近的低速范围内采用它控方式，电机按照压频比控制并在观测器能够观测出转子位置后切换到自控方式从而实现空间电压矢量控制。在此基础上，完成了基于滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制系统的控制电路硬件设计和系统软件模块化设计。在实验的基础上，对反电动势数字滤波造成的角度补偿，采用分段线性化来进行相位补偿。为了验证无传感器控制算法的实际可行性，在设计的控制系统平台上进行了实验验证，进行了位置预测实验、调速实验和负载扰动实验，并对实验结果进行了分析。