在工业生产中,永磁同步电机因其结构简单、功率密度高、动态响应快的优点被广泛应用。传统的电机调速系统都是采用PI控制,但是易受到环境的影响。滑模变结构因其对参数扰动不敏感、鲁棒性强的特点开始逐渐替代PI控制应用在电机的调速系统中,但传统的滑模变结构的方法会使系统产生抖振,影响控制效果,所以设计出基于滑模控制的高性能的电机调速系统有着非常重要的研究意义。本文在传统滑模控制方法的基础上进行了改进,以实现电机调速系统响应速度快、无超调、抗干扰能力强、跟踪给定速度无误差的目的。首先,在阅读大量文献的基础上,设计了变指数快速幂次趋近律。在经典控制系统中对变指数快速幂次趋近律与指数、幂次趋近律的控制效果进行了仿真对比,验证了变指数快速幂次趋近律的优越性。基于改进的趋近律设计了永磁同步电机调速系统滑模速度控制器,并验证了稳定性,搭建了改进滑模速度控制器的仿真模型。然后,针对传统无位置传感器控制中的滑模观测器在检测反电动势时有抖振现象并会影响转子估计精度的问题,对饱和函数、双曲正切函数、组合幂次函数的函数曲线特性进行分析,得出组合幂次函数的特性更符合滑模控制的特点,所以选取组合幂次函数代替符号函数设计改进的滑模观测器,并搭建离散的滑模观测器模型。又因为分数阶理论有能提供多个调节自有度的特性,所以采用分数阶与锁相环相结合代替反正切函数对转子位置进行估计。最后,在MATLAB/Simulink中对所提出的改进方法进行了仿真验证。仿真结果表明,基于改进滑模速度控制器的永磁同步电机调速系统在跟踪速度、抑制抖振、消除外部负载扰动的方面有很好的动静态表现,具有较强的鲁棒性和自适应性。基于改进滑模观测器与分数阶锁相环的无位置传感器控制技术比传统无位置传感器控制技术观测到的反电动势抖振较小、曲线较为平滑,转子位置估计值与实际值之间误差小,表明改进方法的观测精度高。