随着现代工业朝着自动化、智能化方向发展,电机在其中起着越来越重要的作用。与直流电机、感应电机等传统电机相比,永磁同步电机（Permanent magnet synchronous machine,PMSM）凭借其高转矩密度、高能量转换效率和小转动惯量等优点,在高精密伺服加工、机械臂、纺织等工业自动化领域中得到了广泛应用。实现高精度的PMSM矢量控制需要精确的转子位置信息,通常需要安装高精度的位置传感器来获得。但是,高精度位置传感器的造价较高,会显著增加系统的制造成本。因此,在一些成本控制严格的产品中,往往较多采用较低分辨率的位置传感器,但其难以满足高精度的控制要求。并且无位置传感器控制技术目前依然较难满足高精度控制领域的要求。综上所述,既能降低成本又能满足高精度控制的转子位置估算技术成为当今工业界和学术界的研究焦点。因此,本文对基于平均速度法、平均加速度法和位置观测器法的位置插值控制算法进行了深入研究。同时,本文还针对性地研究了位置观测器法中的滑模观测器法（Sliding mode observer,SMO）和高频方波注入法,实现了高精度的转子位置估算,并通过仿真和实验验证了所提出算法的有效性。全文核心内容如下:（1）研究了基于平均速度法和平均加速度法的位置插值控制算法。本文首先分析了低分辨率位置传感器输出信号的特点,指出离散的位置信息难以满足高精度伺服控制领域的要求。接着分析了如何利用离散的位置信息来估算连续的转子位置和转速,并推导了基于平均速度法和平均加速度法的位置插值控制算法模型,实现了连续的转子位置和转速的估算。（2）研究了基于SMO的位置插值控制算法。平均速度法和平均加速度法在电机转速突变和负载突变时,二者的动态响应往往较差。针对该问题,本文提出了一种基于SMO的位置插值控制算法。该方法通过SMO和锁相环（Phase locked loop,PLL）来估算转子位置,并利用所估算的转子位置的差值对离散的位置信号进行插值计算,显著提高了转子位置的估算精度。（3）研究了基于高频方波注入法的位置插值控制算法。虽然SMO结构简单,容易实现,但无法实现电机初始磁极位置的辨识,并且在低速工况下估算精度较差。因此,本文进一步研究了适用于电机零、低速工况的高频方波注入法。该方法在所估计的d轴注入和PWM开关频率相同的方波信号,并采用无滤波器分离技术来分离基频、高频响应电流,从而估算得到转子位置和转速。其次,针对所估算得到的电机转子初始位置极性判断问题,本文选择通过注入d轴电压脉冲信号来辨识永磁体的正负极性。最后,利用所估算转子位置的差值来对离散的位置信号进行插值计算,提高了PMSM在低速区的转子位置估算精度。