高速永磁同步电机（Permanentmagnetsynchronousmotor,PMSM）具有功率密度大、工作效率高和响应速度快等优点，因此在高速电主轴系统中得到了广泛应用。由于高速PMSM的定子绕组匝数少、电感值小，这将导致定子绕组电流中产生大量的谐波电流，进而对高速PMSM的运行效率和转矩平稳性产生很大影响，因此对高速PMSM定子电流谐波抑制方法的研究具有重要的实际意义。另外，用于高速、超高速PMSM转子位置检测的传感器很少，大多需采用无传感器控制技术对其转子位置和速度进行估算，而且高速PMSM的高速高频特性对无传感器控制技术提出了更高要求，因此开展高速PMSM无传感器控制技术的研究具有一定的理论和应用价值。本文将主要对高速PMSM驱动控制系统中的定子电流谐波抑制和无传感器控制等关键技术进行深入研究。首先，建立高速PMSM的数学模型，确立基于三相LC滤波电路的高速PMSM定子电流谐波抑制方案，通过合理地设计LC滤波电路的谐振频率和谐振峰，可显著地减小定子电流中的高频谐波。为了抑制定子电流中的低频谐波，提出基于低频电压畸变补偿的PWM方法，此方法通过设定PWM电压和参考相电压的基频系数相等，以减小其低频谐波畸变率，从而抑制由PWM控制所产生的低频电流谐波。另外，对永磁磁链谐波对定子电流谐波的影响进行分析，分析结果得出永磁磁链各次谐波与定子电流之间的关系，从而提出一种谐波电压前馈补偿措施用来抑制由其所产生的定子电流谐波。其次，采用基于龙伯格（Luenberger）观测器的高速PMSM无传感器控制方法，根据Luenberger观测器的相量图得出转子速度和位置的估算表达式，通过后向差分和归一化处理可判断转子的旋转方向。此外，当系统参数存在误差时，对参数误差的变化规律进行分析，根据Luenberger观测器相量图可得到转子速度和位置的估算结果和参数误差之间的关系，并对估算误差进行补偿以克服参数误差对估算结果的影响。当电机运行于负载突变或加减速等暂态时，提出一种适用于电机暂态运行的Luenberger观测器算法，最终推导出电机暂态运行时转子速度和位置的估算表达式，实现了电机暂态运行时的精确速度控制。再次，采用二自由度控制方法对速度环进行设计，在不同负载扰动和参考转速条件下，通过选取合适的线性二次型性能指标对二自由度控制系统进行评测，采用复积分数值计算方法对二自由度控制器参数进行设计，从而同时获得良好的负载扰动抑制能力和参考转速跟踪能力，最后对此控制器参数的鲁棒性进行分析。最后，搭建高速PMSM驱动控制系统的实验平台，分别对高速PMSM系统的硬件电路结构和软件程序进行设计，通过软件编程并选取合适的离散化方法，分别对采用最小电流谐波PWM控制的电流谐波抑制方法、Luenberger观测器的无传感器控制方法和二自由度控制的鲁棒转速控制方法进行实物实验，验证了这些控制方法的有效性。