永磁同步电机（permanent magnet synchronous motor,PMSM）体积小、效率高、能耗低,且随着我国永磁技术的不断突破,如今已成为国内电机行业的发展主流。由于PMSM常处于错综复杂的工作环境,故要使电机在各工况下均能够平稳运行,高性能的控制系统不可或缺。矢量控制系统因其技术相对成熟,因而多被PMSM采用,而转速外环作为矢量控制系统最为关键的控制环节,其是否具备较高的控制性能,关乎着整个电机系统能否实现高性能控制。传统的转速外环由比例积分（proportion integral,PI）转速控制器与转速传感器构成,但PI控制的抗扰动能力较差,动稳态响应性能较弱,而传感器的分辨率易受复杂多变的环境影响,且自身故障率较高。为此,本文采用了具有对系统内外扰动不敏感、响应快等优势的滑模控制策略,开展了PMSM转速控制器设计与无转速传感器技术研究,以此得到控制性能优良的转速外环,实现PMSM高性能控制。具体工作如下:（1）建立PMSM矢量控制系统模型。遵照PMSM各物理量间的相互关系,建立了自然坐标系下的PMSM数学模型,并通过坐标变换,得到其两相旋转坐标系下的数学模型,且以此引出了矢量控制原理。按照PMSM不同的转速区间,分析了定子电流控制策略。根据逆变器开关不同的通断控制方法,研究了逆变器脉宽调制技术。综合矢量控制原理、定子电流控制策略与逆变器脉宽调制技术,搭建了传统PMSM转速电流双闭环矢量控制系统模型,为后续进行PMSM相关控制结构设计做准备。（2）提出混沌鲸鱼—旗鱼复合型算法。基于鲸鱼算法与旗鱼算法的基本原理,对其各自的优缺点展开了研究分析,并有效结合其各自优势,借助具有随机性及遍历性等特点的混沌种群初始化方法,提出了混沌鲸鱼—旗鱼复合型算法。通过求解典型的单峰与多峰函数,验证了所提算法的可行性,为后续对PMSM相关控制结构进行参数优化提供理论依据。（3）设计PMSM滑模模型参考自适应观测器。基于模型参考自适应系统理论,结合PMSM定子电压方程,设计了用于观测PMSM转速及转子位置的模型参考自适应观测器。基于模型参考自适应观测器,结合滑模控制理论,构建了滑模自适应律,设计了滑模模型参考自适应观测器。考虑传统滑模自适应律存在无限时间收敛及抖振大等不足,提出了改进型滑模自适应律,并利用Lyapunov函数对其稳定性进行了验证,设计了改进型滑模模型参考自适应观测器。经过仿真分析,证实了所提方法的可行性。（4）设计PMSM滑模转速控制器。基于高阶滑模控制理论,引出了超螺旋算法,并考虑传统超螺旋算法存在不能较好地平衡滑模趋近运动中各阶段的收敛速率以及控制精度较低等问题,提出了改进型超螺旋算法,且利用Lyapunov函数对其有限时间收敛性进行了验证。针对改进型超螺旋算法,设计了滑模切换函数,并结合PMSM转矩方程及运动方程,构建了改进型超螺旋二阶滑模转速控制器。经过仿真分析,证实了所提方法的可行性。（5）构建PMSM双滑模控制系统。结合设计的PMSM改进型滑模模型参考自适应观测器与改进型超螺旋二阶滑模转速控制器,构建了双滑模控制系统,形成新的矢量控制系统转速外环。通过仿真分析,证实了双滑模控制结构的优越性。