永磁同步电机(Permanent-Magnet Synchronous Motor,PMSM)因其高效性、高可靠性、损耗小、维护成本低等诸多优点,被应用于工业和生产制造等方面。然而在应用过程中,该电机多变量、强耦合的非线性特性,导致其存在着输出转矩波动大、响应时间长等问题,需要对电机控制策略进行不断的优化与改进,以达到提升控制性能的目的。在众多控制策略中,滑模控制以其鲁棒性强、实现简单、能克服系统不确定性等优点,成为现在广泛应用于永磁同步电机控制的一种方法。然而因为其会产生抖振,使高频振荡产生于被控系统中,影响系统的稳定性。非线性的二阶滑模控制,可以将一阶滑模中的不连续开关项转移到高阶微分当中去,从而有效的削弱抖振。将二阶滑模控制应用于永磁同步电机速度控制器的设计当中,可以使永磁同步电机更平稳的运行,减少抖动量,并具有更强的抗外界干扰能力。二阶滑模同样可应用于电机的无传感器控制领域。目前,部分永磁同步电机依旧采取加装机械传感器的方法来检测电机的转子位置和转速等信息。这种方法不仅增加了电机的体积和成本,也限制了电机的应用范围。根据二阶滑模原理设计的滑模观测器,不仅解放了传感器对电机发展的束缚,也比传统的滑模观测器有着更高的测量准确度。结合永磁同步电机发展现状与实际应用,提出如下研究方案:首先根据磁场定向控制(Field-Oriented Control,FOC)即矢量控制原理搭建永磁同步电机数学模型,并阐述了空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)技术的理论基础及其波形的产生机制。根据滑模变结构控制的基本原理,对设计滑模速度控制器的方法进行了详细说明。其次,分别对快速终端滑模有限时间收敛机制和超螺旋算法围绕原点收敛原理进行了解释。结合快速终端滑模与超螺旋算法设计改进二阶快速终端滑模速度控制器,并将sign函数改进为变指数准滑模函数,通过仿真对速度和转矩曲线进行比较并选取最优参数。得到结论,改进二阶快速终端滑模速度控制器有效的提高了系统的快速性和鲁棒性,削弱了抖振。最后,在详细阐述了滑模观测器的原理和设计方法之后,用在线自适应调整改进超螺旋算法替换原滑模观测器中的一阶滑模控制律,并配合双滤波结构削弱抖振的向后传递,通过仿真结果与传统滑模观测器进行对比,说明改进的超螺旋滑模观测器有削弱抖振和提高对转子位置和速度估计准确度的作用。