近年来随着稀土永磁材料的快速发展,以稀土为主要材料的永磁同步电机（Permanent magnet synchronous machine,PMSM）也得到了不断的改进与发展。与直流电机相比,其无机械换向结构、体积小、重量轻、转子发热量低、寿命长。与异步电机相比,其控制简单性能好,并且运行时无需励磁电流,功率因数更高。电机结构相对简单,电机运行效率高。由于这些原因永磁同步电机在工业控制、汽车、电器等多个领域有了愈发广泛的应用。矢量控制作为永磁同步电机最常用的控制方法之一,可以实现较高的控制精度、动态性能,还可以实现较宽的调速范围,且其计算简单、容易实现。但控制过程中需要准确地知道电机的位置信息。在实际应用中通常采用霍尔、光电编码器、旋变等传感器获取电机位置。传感器的使用会使电机的成本升高、应用场景受限、可靠性降低。因此无感技术的研究与进一步发展对于其应用范围扩大,控制性能提高有着至关重要的作用。本文结合实际问题和无感控制技术的研究现状,对矢量控制技术进行了分析与介绍。从电机不同的速度范围出发,分别对中高速与零低速控制中存在的问题提出了优化策略,并以此制定了本文的研究目的与工作内容。首先,对矢量控制的基本原理进行了介绍。对其中的一些重要模块进行了分析及仿真模型搭建,如坐标变换、SVPWM调制方法。从滑模控制理论出发建立两相静止坐标系下的滑模观测器,并对其存在的抖动问题进行分析。通过引入准滑动模态减小抖动,并利用复系数滤波器无相位延迟的特点,代替低通滤波器提升了估计精度,最后通过两相坐标系下的增强型锁相环求解的转子信息。仿真结果表明该方法不仅能够有效减小抖动频率,同时在该模型下电机转速的估算精度也有所提高。其次,为了解决观测器在电机启动初期可靠性低的问题,对I/F启动的稳定性进行分析,确定了本文电机采用的零低速控制策略。设计了基于单位圆弧的新型过渡函数,对开闭环控制间的角度偏差进行调节,实现了电机在全速范围内的平稳运行。最后,设计并搭建控制系统硬件实物平台,基于IAR编写了相应的软件程序。通过实验结果进一步对仿真进行验证,改进I/F在启动过程中转速波动更小。改进滑模观测器可以减小滑模抖动现象,并且转速估算精度更高。通过测功机以及风量测试仪对风机性能进行了测试,测试结果符合需求。