永磁同步电机因具有效率高、功率密度大等优点而广泛应用于生活中的各个领域,在现代交流伺服传动系统中,电机转子位置的准确获取是实际高性能控制的重要环节。在众多位置传感器中,旋转变压器具有结构可靠、抗干扰能力强、适用于环境恶劣的场合等优点,实际中得到了广泛应用。但由于安装、环境等因素的影响导致位置传感器故障,易造成控制系统崩溃等严重后果。为保证可靠性,需要能够及时诊断出位置传感器故障并对故障进行处理。因此,研究永磁同步电机传动系统旋转变压器的故障诊断具有重要意义。论文简要论述永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)矢量控制系统,给出PMSM基本数学模型和矢量控制方法,对旋转变压器的基本工作原理进行阐述,并且介绍旋转变压器励磁信号生成过程及旋转变压器解码芯片工作原理,给出解码算法和转子位置获取过程。针对旋转变压器可能出现的幅值不平衡、正交不完全、感应谐波、信号偏移、解码角度偏移以及卡死故障等六类常见故障,分析其故障产生的原因并构建故障模型。对幅值不平衡和正交不完全出现的转子位置角二倍频波动、感应谐波出现的转子位置角二倍和四倍频波动及信号偏移出现的转子位置角基频波动展开具体分析,并讨论不同故障对PMSM控制系统产生的影响。对故障后转子位置角微分处理,获得故障后的不同频次角速度分量;以角速度分量为故障特征量,利用离散傅里叶变换DFT幅值提取算法提取故障特征量,设定故障特征量阈值对不同类型的故障做出响应。在实现故障分类诊断的基础上,针对可容错运行的故障,利用卡尔曼滤波角度辨识算法,实现旋转变压器故障后转子位置角偏差的实时精确获取,对转子位置偏差进行实时在线补偿以实现转子位置精确校正,并仿真验证容错运行策略的有效性。本文在d SPACE半实物实验平台和基于DSP28335的电机功率实验平台上,对基于卡尔曼滤波法的角度补偿容错控制策略进行了实验验证,实现了旋转变压器故障后有效的容错运行,验证了基于卡尔曼滤波法的角度补偿容错控制方案的有效性和可行性。