永磁同步电机具有体积小、功率密度高、效率高等众多优点被广泛的应用到电动汽车、航天航空、工业控制等领域中。永磁同步电机调速控制系统中,必须采用安装机械式传感器的方式来获取电机转子位置与转速,这样必然增加了系统的成本与体积,还会受到应用场合的限制。在此背景下,研究无传感器的永磁同步电机控制系统已经成为很多行业的研究热点。本文主要针对表贴式永磁同步电机,研究其无位置传感器的复合控制策略。通过查阅大量相关文献,在其他研究的基础上,针对电机的低速性能、高速性能、转子初始位置检测、转速及转子位置动态跟踪等多个方面研究SPMSM无传感器矢量控制技术。详细论述了永磁同步电机无位置传感器控制技术,建立了永磁同步电机的数学模型,深入研究了表贴式永磁同步电机在低速和零速时的无传感器控制策略,采用脉振高频电压注入法对电机的位置信号进行辨识,并设计了一种判断d轴正方向的方法,在PLECS环境下搭建了双闭环矢量控制系统的仿真模型,验证了该方法的正确性。研究了电机运行在高速状态下的无位置传感器的控制策略,采用滑模变结构控制方法,针对传统滑模观测器存在高频抖振的问题,提出一种用双曲正切函数替代观测器传统开关函数的改进方法;并且针对滑模观测器存在复杂的位置补偿算法的问题,提出一种将锁相环节归一化处理的改进方法。通过改进滑模观测器,减小了高频抖振问题与需要复杂的位置补偿算法问题,并搭建了基于改进之后的控制系统仿真模型,验证了该方法的正确性。研究了电机全速度范围运行的方法,将高频注入法与滑模变结构控制法相结合,设计出一种速度加权法,实现了电机低速运行到高速运行的平滑切换,建立了控制系统全速范围运行时的复合观测器,并搭建仿真平台,验证了这种观测方法的正确性与可行性。最后,对提出的基于复合控制策略的PMSM控制系统进行了硬件与软件的设计,控制核心采用STM32F103VET6芯片,并设计了主电路,电源电路,电压电流采样电路等硬件电路;软件部分阐述了控制系统的详细原理,并设计了主程序,中断程序,初始位置检测与速度切换器等子模块程序。通过在搭建平台上进行实验,并对实验波形和数据进行详细分析,验证了整个控制系统的可行性和正确性。