近年来,永磁同步电机广泛应用于各行各业。传统永磁同步电机矢量控制系统以DSP作为控制器,而基于DSP设计的电流环存在电流环带宽小,响应速度慢的问题。近年来逐渐出现DSP+FPGA的设计,其中电流环基于FPGA实现以提高电流环带宽,转速环仍由DSP作为控制器。然而这样的设计不仅需要复杂的DSP与FPGA之间的高速通信数据交换设计,也浪费了一定的资源。FPGA的接口灵活,模块化设计简单完全可以取代传统矢量控制系统中的控制器。因此研究完全基于FPGA的永磁同步电机矢量控制系统成为永磁同步电机研究的一大热点。在分析永磁同步电机数学模型的基础上,建立了基于扩展反电动势的滑模观测器,设计出PMSM无位置传感器控制系统的方案。对比传统DSP作为控制器,考虑到FPGA在时序控制以及算法加速的优势,设计了基于重复采样的滑模观测器,不仅充分发挥FPGA的硬件条件,也减小系统抖振,提高了转子速度与位置的观测精度。在FPGA中分别实现了永磁同步电机有速度矢量控制系统以及无位置传感器矢量控制系统的观测器模块。详细介绍了FPGA的设计流程,运用自上而下的设计方案,对SVPWM模块,Coridc算法模块,AD采样模块等从原理到仿真进行了详细说明。设计完成后不仅对电流环带宽进行了详细计算,细致划分滑模观测器的启动时序还对整个无位置传感器控制系统的资源利用进行了分析。搭建了永磁同步电机控制系统的硬件平台。在FPGA的选型分析基础上,设计了AD接口转换电路、编码器信号处理电路以及过流保护电路。进行了永磁同步电机有速度矢量控制系统的空载实验,一定程度上验证了系统具备可行性。