高速永磁同步电机以其动态性能优异、功率密度和工作效率高等优点逐渐成为高性能控制系统中的核心部件。实现对电机的有效控制需要高精度的转子信息。由于传统的机械式传感器获取转子位置信息方法存在安装困难、可靠性和经济性差等问题,因此对高速永磁同步电机无位置传感器控制技术的研究正成为国内外热门的研究方向。本文首先就课题的研究背景及重要意义进行简要阐述,又对高速永磁同步电机及其无位置传感器控制的发展状况进行简单介绍,并在此基础上列举了几种无位置传感器控制技术的常用估算方法,通过对比与分析选择了工程上易于实现且鲁棒性较好的滑模观测器估算法。其次在三种不同的坐标系下建立高速永磁同步电机数学模型,并基于模型对高速永磁同步电机的矢量控制理论以及空间矢量脉宽调制技术进行深入研究,从而建立起电机的矢量控制模型,验证了高速永磁同步电机在有位置传感器时采用矢量控制策略的有效性。然后对滑模变结构的基础理论做了细致的研究,在此基础上,根据滑模观测器的原理建立状态方程,实现电机转子位置及转速信息的实时在线估算,同时引入了低通滤波器,并针对传统型滑模观测器可能会出现的抖振问题采用了饱和函数作为切换函数的改进方法。同时进行了传统型与改进型的仿真对比,进一步得以验证改进后的滑模观测器具有很好的鲁棒性。另外为了解决滑模观测器收敛慢、存在相位滞后等问题,在设计滑模控制率的过程中引入了积分项,设计了一种非奇异快速终端滑模观测器,并利用MATLAB/Simulink搭建了整个控制系统的仿真模型,通过对比分析仿真结果验证了非奇异快速终端滑模观测器具有更好的性能。最后以TMS320F2812主控制器为控制核心,搭建了高速永磁同步电机无传感器控制系统的实验平台,同时完成了软硬件的设计。