在永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Machine)控制系统中,为了准确获取转速闭环和空间矢量脉冲调制所需要的转子速度和位置信息,需要引入高精度的位置传感器保证电机较好的控制效果,但同时也造成系统的可靠性降低,控制成本增加等问题。因此,研发出成本低、可靠性高、维护简单的永磁同步电机转子位置信息估算算法,逐渐变成电机控制领域中的主要方向之一。在永磁同步电机控制系统中使用如开关型Hall位置传感器此类低分辨率位置传感器可以代替成本较高、估算较为准确的旋转变压器、机械编码器等位置传感器。尽管低成本低分辨率位置传感器受外界环境因素影响较小,安装和维护都很方便。但是在系统中仅仅依赖这些低分辨率位置传感器输出的信号难以完成永磁同步电机较高精度的转子位置估计,所以必须针对这些信号进行处理,获取到在高性能控制中使用的精确永磁同步电机转子位置信息。本文提出一种基于开关型Hall位置传感器的新型转子位置观测算法。当电机低速运行时,采用改进的1阶加速度算法,引入转速与交轴电流估算转子位置;当电机中高速运行时,利用Hall位置传感器输出值对滑模观测器算法估算的值进行分段线性校正,结合改进的1阶加速度算法进行加权平均处理,得到估算的转速和转子位置。同时,为了增加永磁同步电机系统运行的可靠性,本文在基于开关型Hall位置传感器估算转子位置观测算法的基础上,提出了一种具有多故障诊断和容错控制的新型永磁同步电动机,用于解决Hall位置传感器故障,导致转子位置估计不准确,不能正常驱动等问题。在电机运行中,在线检测三相Hall传感器的输出状态,判断传感器运行过程中是否含有传感器故障,并将其定义为无Hall故障、单、双、三相故障。在传统的1阶加速算法估计转子位置的基础上,建立了滑模观测器,通过锁相环完成转子位置的提取。针对电机运行的不同状态,协调输出1阶加速算法权重和滑模观测值。最后通过实验验证了新型故障判断与容错控制在单相Hall位置传感器故障类型下控制效果优于其它传统容错控制算法,提高了系统的可靠性、稳定性。