平面开关磁阻电机是一种新型的二维平面直驱装置,其在结构上不存在机械传动装置,在材料上也不需要稀土永磁体,具有结构简单、成本低、响应快、可靠性高等优点,在平面运动装置中极具发展前景。平面开关磁阻电机的控制依赖于动子的实时位置,可通过安装位置传感器进行检测,但位置传感器的使用不仅增加了平面开关磁阻电机系统的复杂度、成本和占有空间,还降低了系统的抗干扰能力和可靠性。为解决上述问题,将研究平面开关磁阻电机的无位置传感器控制,本文的主要内容如下:基于平面开关磁阻电机的结构及其工作原理,结合电磁理论,推导了平面开关磁阻电机的数学模型,构建了平面开关磁阻电机无位置传感器位置开环控制系统与位置闭环控制系统。根据系统结构,搭建了基于d SPACE的实验平台,设计了相应的控制软件。针对平面开关磁阻电机存在铁芯损耗的事实,理论分析了平面开关磁阻电机的铁芯损耗特性,并通过有限元仿真进行了验证。为进一步验证铁芯损耗特性,提出了铁芯损耗计算方法,进行了相关实验,实验结果与理论分析和有限元仿真结果符合。根据铁芯损耗特性和注入电压生成与检测的复杂度分析,选择了合适的注入电压波形和参数,为后续的位置估计与控制奠定了基础。针对平面开关磁阻电机在启动时需要获取初始相对位置的问题,提出了无位置传感器初始相对位置估计方法,进行了相关实验。实验结果表明,x轴初始相对位置估计的最大绝对误差为0.451mm,平均绝对误差为0.159mm;y轴初始相对位置估计的最大绝对误差为0.554mm,平均绝对误差为0.177mm,验证了提出方法的可行性与有效性。针对平面开关磁阻电机的无位置传感器位置开环控制问题,设计了基于铁芯损耗平均功率的换相策略。该策略无需估计准确的位置,通过比较铁芯损耗平均功率的大小即可实现换相。实验结果表明该方法能够在平面开关磁阻电机双轴同时运动的情况下准确地切换导通相与注入相,实现了稳定的位置开环控制。针对平面开关磁阻电机的无位置传感器位置闭环控制问题,提出了大行程位置拟合方法和大行程位置估计方法,设计了基于相对位置的换相策略。通过改变给定圆形参考轨迹的半径与周期,进行了六组位置闭环控制实验,以下为六组实验中各类误差的最大值:x轴位置估计的最大绝对误差为1.468mm,平均绝对误差为0.287mm;y轴位置估计的最大绝对误差为1.527mm,平均绝对误差为0.385mm;x轴轨迹跟踪的最大绝对误差为1.485mm,平均绝对误差为0.442mm;y轴轨迹跟踪的最大绝对误差为1.401mm,平均绝对误差为0.415mm。实验结果验证了提出方法的可行性与有效性,实现了平面开关磁阻电机的无位置传感器位置闭环控制。综上,通过基于电压注入与铁芯损耗计算的无位置传感器位置估计方法,可在不使用位置传感器的情况下,实现平面开关磁阻电机的无位置传感器控制。