永磁同步电机无位置传感器控制技术使用位置检测算法替换机械式编码器,能够有效地降低系统成本、缩小设备体积、提高可靠性,具有显著的应用价值和研究意义。目前,无位置传感器调速系统仍然存在位置观测结果动态性能较慢、起动过程稳定性较差等技术问题。本文围绕中高速范围内无位置传感器控制技术和电机在不同初始状态下的起动策略展开研究工作,旨在提高调速系统的工作效率和起动时的稳定性。磁链观测方案需采用滤波环节和锁相环结构实现位置和速度信息跟踪。针对滤波环节和锁相环引入的位置观测偏差,本文提出了一种基于线性扩张观测器（Linear extended state observer,LESO）的位置补偿策略。在定向角存在偏差的同步旋转坐标系中构建LESO,对位置偏差进行实时观测和前馈补偿。进一步针对LESO对斜坡扰动量的观测存在静态偏差的问题,在观测器结构中引入PI反馈以提高电机加减速运行时的观测精度。所提补偿策略提高了位置观测精度,改善了位置观测器的动态响应性能,进而提高了驱动系统的工作效率。为了有效利用电机凸极效应,提高电机稳态运行时的工作效率,本文针对最大转矩电流比控制方法展开研究。在分析传统虚拟正弦信号注入方案的基础上,指出其信号处理过程中串联使用的滤波环节导致系统动态跟踪性能降低,进一步提出一种基于复合虚拟信号注入的最大转矩电流比控制策略。通过选取多个相位合适的注入信号,取消获取有效信息过程中的滤波环节,进而提高系统动态跟踪性能。当电机从零/低速状态起动时,基于电压模型的磁链观测方案难以在电机低速运行时获得准确的转子位置,因此需要结合基于凸极效应的低速控制方案。针对两种方案结构差异导致切换时易出现振荡的问题,本文提出了一种基于虚拟q轴电感的切换策略。首先分析了磁链观测法得到的位置观测值与磁链计算模型中电机参数的内在联系,然后通过构建虚拟q轴电感的方式使得两种方案得到相同的位置观测值。进一步根据虚拟q轴电感值与两种方案位置偏差之间的关系,提出了一种在线调整虚拟q轴电感值的控制策略。所提策略实现了两种方案快速和平稳地切换。当电机在起动前处于高速转动状态时,检测转子初始位置易产生冲击电流影响电机平稳起动。针对这一问题,本文提出了一种基于短路电流幅值双闭环控制的零电压矢量方案。一方面构建关于短路电流幅值的闭环控制系统,使得零电压矢量作用时间在电机处于不同初始速度的情况下可以自动调整。另一方面分析零电压矢量法的工作条件,在此基础上针对短路电流幅值的设定值设计闭环控制策略。最后,采用锁相环算法从短路电流中获取转子初始位置和速度信息,相比传统方案提高了观测精度。本文围绕永磁同步电机中高速范围内无位置传感器控制技术和不同初始状态下的起动策略展开研究工作,通过实际测试平台实验验证所提控制方案的可行性和有效性。