在永磁同步电机的高性能控制系统中,需要速度传感器提供电机运行状态,但又受限于自身体积大、成本高及复杂恶劣工况下可靠性低等问题。按照转子速度,电机运行工况可分为低速及中高速两种,在中高速阶段电机运行信息可从基波信号中获取,这方面研究相对成熟。在低速工况下的信息处理过程中一般引入多个滤波器,滤波器的引入不可避免的带来相移问题导致系统估计精度和稳定性降低。对以上问题综合考虑,针对高频脉振电压注入及高频旋转电压注入的信号处理方式进行分析并优化控制为本文主要研究内容。首先,针对高频脉振电压注入方法及高频旋转电压注入方法中的滤波过程进行优化设计。对高频脉振电压注入方法及高频旋转电压注入方法进行原理分析,在此基础上分析了注入信号频率及幅值对系统性能的影响。针对滤波器的相移问题,引入了二阶广义积分器,在此基础上设计了两种高低频谐波衰减能力更强的改进型二阶广义积分器;针对高频脉振电压注入方法,基于改进Ⅱ型二阶广义积分器设计了双层信息提取结构,取消了带通滤波器的使用,通过低通滤波器的优化设计,降低了低通滤波过程的相位偏移;针对高频旋转电压注入方法,设计无滤波器控制方案,首先简化坐标变换过程,然后将改进Ⅱ型二阶广义积分器用于提取高频响应,将转子位置引入改进Ⅱ型二阶广义积分器实现自适应选频。其次,设计全速域复合控制方法。对于内置式永磁同步电机交直轴电感分量不相等的问题,引入了基于Lq模型的滑模控制方法,通过加权切换方法将高频注入方法与滑模控制方法相结合,由仿真结果可见文中方法实现了全速域运行范围的无速度传感器复合控制。最后,对文中方法进行硬件验证。首先介绍了RT.LAB平台及永磁同步电机硬件平台的结构,其次采用基于模型的程序设计方法进行控制代码设计,最后实验结果验证了文中方法的有效性及可行性。