永磁同步电机以其体积小、转矩高、功率密度大的优势,在电机驱动控制领域得到广泛应用。由于PMSM闭环控制需要准确的电机转子位置信息,但传统的位置传感器会增大电机体积并且提高设计与维护成本,长期稳定运行的能力降低,无位置传感器应用则可以解决这些问题。因此,本文在建立PMSM数学模型基础上,在全速度的范围内对PMSM的无位置传感器估计和控制技术展开研究,主要内容如下:构建永磁电机数学模型,在采用高频注入的基础上,首先设计了初始位置定位方法,与传统初始位置定位法不同的是,该方法的转子极性辨识采用的是多段脉冲电压注入法,通过电感值的离线辨识确定转子正方向,提高了转子初始位置辨识的精度。然后重点研究了高频信号注入法。对传统脉振高频电压注入法进行改进,设计出了一种基于改进型高频注入法的低速控制策略,通过对信号提取方式的改进,减小了系统延迟带来的影响。在Matlab\Simulink上建立仿真模型,对传统高频注入法和改进型高频注入法进行比较,验证了所提方法的可行性和优越性。在中高速段采用滑模观测器估算转子位置,然而此方法估算时会受到系统抖振影响。本文分析并且改进了滑模观测器算法,采用PI控制器替换原有的Sign函数;使用锁相环替换位置提取装置中的反正切函数,能够有效抑制高频抖振的进一步放大。通过仿真可以验证,提出的滑模改进算法估计结果更加准确,位置误差变小,电机运行较传统算法稳定。最后,搭建了基于STM32的永磁同步电机无位置传感控制系统的实验平台。本文的硬件平台包含控制板与驱动板,其中硬件平台控制板包含STM32模块、ADC采样模块、电路保护模块;驱动板包含电源模块、智能功率模块（IPM）以及驱动电路。对所提出的转子初始位置辨识方法、改进型低速控制方式和中高速范围内无传感控制方法进行实验验证。实验结果表明,本文所提的初始位置辨识方法能够准确对转子进行定位,并具有相对较快的响应速度;验证了基于改进型高频注入法控制系统的有效性,并具有一定的带载能力。同时,表贴式永磁同步电机高速无传感器控制的有效性和鲁棒性也得到了有效验证。