随着永磁同步电机应用场合越来越广泛,要满足永磁同步电机在复杂环境下的高效率、高可靠性运行,需要解决电机内部参数变化和外部负载扰动带来的稳定性问题。滑模观测器法通过观测变量对系统进行补偿控制,有效抑制系统内部参数变化和外部扰动带来的影响,从而提升系统性能。为此,本文以永磁同步电机控制系统的外环速度控制算法和内环电流控制算法以及无位置传感器控制算法作为研究对象,开展基于滑模观测器的永磁同步电机速度环滑模控制技术、电流环解耦控制技术、无位置传感器控制技术以及数据存储技术的相关研究,具有一定的理论和工程价值。首先,建立永磁同步电机数学模型。对滑模控制中滑模面进行分析,最终选取一种全局积分滑模面。通过动态的非线性滑模面,设计整个运动过程中的滑动模态运动,以解决传统积分滑模面在较大初始误差和干扰下,积分饱和导致驱动机构产生过大的过冲和饱和,甚至引起整个系统不稳定的问题。本文提出一种基于负载转矩观测器的永磁同步电机速度滑模复合控制策略:通过观测器对扰动量进行估计,将观测估计值前馈补偿到速度滑模控制器的输出端,使得用较小的切换增益就能满足抵抗扰动的要求,系统抖振得到减弱,速度跟踪响应特性得到改善,从而解决滑模控制的切换增益对负载扰动的调节能力和固有抖振之间存在矛盾的问题。同时,本文对三种观测器的理论进行分析,最终选择收敛速度以及参数设计方面都具有优势的滑模观测器作为负载转矩观测器,加入滑模观测器以增强速度环滑模控制的抗扰性和抑制抖振的能力。本文对传统电压前馈解耦控制、内模解耦控制和电流偏差解耦控制在电机参数变化条件下的解耦效果不理想以及存在电流耦合的现象进行分析。提出一种基于滑模观测器的复合解耦控制策略:将d、q轴电流耦合量和电感参数变化引起的电压误差量视为扰动,定子电流的观测值作为状态变量,补偿到电流控制器输出端,以补偿定子电流误差值,从而显著降低定子电流耦合。该策略充分发挥电流滑模观测器的跟踪特性,有效地提高系统对电机电感参数扰动的鲁棒性,在电感参数失配情况下实现d、q轴电流的完全解耦。为提高控制系统可靠性,实现系统能够稳定运行,无位置传感器控制被越来越多的应用在永磁同步电机控制系统。由于传统滑模观测器采用的趋近律是指数趋近律,在反电动势估计时,开关函数会产生较大抖振现象,这种现象可以通过低通滤波器削弱抖振,但同时也会造成较大的观测误差。本文在结合Super-twisting algorithm高阶趋近律和误差滑模面的基础上,提出一种Super-twisting algorithm滑模观测器方法,该方法设计的趋近律可以有效抑制滑模抖振现,同时省去低通滤波环节,提高了观测精度。在分析了永磁同步电机参数变化对观测幅值和相位产生的影响后,提出一种电机参数自适应的Super-twisting algorithm滑模观测器方法,利用李雅普诺夫稳定性定律设计电机参数自适应律,使得观测器参数实时更新,转子位置和速度估计不受电机参数变化的影响,具有较强的鲁棒性。为了方便滑模观测器算法的实验调试,有效分析故障产生原因、降低故障排查难度和提高故障处理的能力,高效地存储实验配置参数和故障数据十分重要。通常做法是外扩一个EEPROM存储器,通过I~2C总线将数据存储其中,保证掉电存储。但是传统EEPROM数据存储的通讯方法存在占用主循环时间,影响运行过程中重要状态标识和计数器及时处理的问题,文中提出一种不占用主循环时间的EEPROM数据存储方法。该方法的I~2C功能函数不跟随硬件动作单步执行,而是释放等待时间,控制主循环执行其它任务。在不占用主循环执行时间的同时,可以在任意内存地址和任意传输数据长度下存储、读取数据,高效地利用EEPROM内存,并提高了DSP的利用率。该数据存储方法可以高效地为滑模观测器算法的实验调试提供数据支撑。开发永磁同步电机驱动控制器,完成驱动控制器的硬件设计、软件设计和系统实验验证。