在永磁同步电动机空间矢量控制系统研究中,转子位置和转速的检测都至关重要。因此,怎样获得转子位置和转速信息,是永磁同步电动机控制系统的研究重点。使用转子位置传感器会增加系统成本,并且其对电机的工作环境也有较高要求。因此,开展PMSM控制系统中的无位置传感器的研究十分必要,也是近年来的研究热点。本文采用滑模变结构观测器的方式实现永磁同步电动机的转子位置和转速观测。本文首先介绍了常用的坐标变换、PMSM的数学模型和其矢量控制系统的原理。并且以Matlab/Simulink软件为仿真平台,对PMSM的矢量控制系统进行建模仿真,为进一步的研究提供基础平台。通过对用于PMSM转子位置观测的滑模变结构原理的研究,分析了传统观测器存在的用反正切求比值时数值会出现无限大、转速观测抖动较大、滤波导致的幅值降低引起的转速估测误差偏大等问题,并针对这些问题提出了转子位置分扇区计算、两次滤波消抖、两次滞后补偿和对转子位置间接求导求取转速的改进方法。在Matlab/Simulink仿真中将本文改进后观测器观测所得转子位置和转速信息与直接测量值和传统的观测器观测所得信息对比,对比结果表明,改进后的滑模观测器具有明显的转子转速观测的消抖作用和准确的转子位置观测能力。最后根据永磁同步电机矢量控制系统的要求和实验条件,设计了相应的硬件平台和软件算法,并在此平台进行了相关调试实验。实验验证了本文设计的永磁同步电动机矢量控制系统和其实验平台的正确性与可靠性。