永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）凭借其较强的转矩能力、高功率密度、优良的可靠性等优点广泛应用于航天航空、船舶、电动汽车等一些高精度控制领域。而通常采用机械传感器来获取电机运行时转子的位置信息,这就导致系统的体积增大、可靠性降低以及维修成本变高,并且限制了系统在恶劣条件或特殊场合下的正常运行。因此,对于电机的无位置传感器控制技术应运而生,并迅速成为当下电机控制领域的研究热点。本文选用内置式永磁同步电机作为研究对象,在电机处于低速运行范围内,从提高转子位置检测精度和系统动态性能两个角度对无位置传感器控制技术进行深入研究。分别对脉振高频信号注入和高频方波信号注入两种方法进行无位置传感器系统设计,最后结合仿真对其验证。首先,本文阐述了PMSM的研究背景,以及国内外对无位置传感器控制技术的研究现状。并对PMSM的控制策略进行概述,然后建立了PMSM在不同轴系下的数学模型,对矢量控制的核心坐标变换进行了详细分析,随后在MATLAB/SIMULINK环境下搭建id=0的PMSM矢量控制仿真模型,结合仿真分析,奠定进一步研究PMSM无位置传感器矢量控制系统的基础。其次,建立高频激励下的PMSM数学模型,对旋转高频信号注入PMSM实现无位置传感器控制系统进行了研究。然后着重对脉振高频信号注入法转子位置信息提取过程进行推导分析,并对PLL转子位置跟踪观测器进行设计。然后,为了避免转子位置信息提取过程中滤波器对系统动态性能以及检测精度的影响。研究了一种高频方波信号注入的无位置传感器控制策略,并分别在静止轴系与测量轴系下对转子的估计位置进行提取,随后采用了一种无滤波器的载波信号分离策略,通过简单的数学运算,避免了滤波器的使用,最后对转子的初判值进行磁极辨识,并在仿真平台上对此种控制方案进行了仿真验证。最后对两种控制方案模拟各种实际工况,进行仿真对比研究。包括同等目标转速下两种系统性能对比研究、模拟实际工况下电机发生转速突变下的仿真研究、系统在扰动负载发生突变时的仿真对比等等。最后表明:在电机处于低速运行条件下,两种高频信号注入的无位置传感器控制系统均展现出了优良的转速跟踪性能和位置观测精度。其中,基于高频方波信号注入的无位置传感器控制系统在载波信号分离过程中避免了滤波器的使用,提升了系统带宽,减小了估计转子位置的相移,在系统处于同等工况下展现出了更优良的转速跟踪性能和转子位置观测精度。