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经济的发展导致能源消耗不断增加，随之而来的气候变暖等现象使得各国都开始考虑节能降耗，提高能源的有效利用率。我国也不例外，随着这些年我国经济的快速发展，能源消耗大增，国家每年进口的石油都要花费大量的外汇，同时，雾霾、水污染和土壤沙化等现象严重影响到了人们的生活质量，在面对着与能源危机做斗争的严峻形势下，节能减排、减少污染已经到了刻不容缓的时候。为此，国家在“十一五规划”、“十二五规划”和“十三五规划中”都将节能减排提到了非常重要的位置。众所周知，工业生产是能源消耗大户，同时也是污染大户，工业生产活动中电动机的广泛使用几乎消耗了许多国家工业用电总量的大约70%，能量消耗比重如此巨大，因此提高电机能效、减少电机能耗是经济、社会发展中必须去解决的重点问题。长期以来，人们在工业生产中普遍使用东莞电机厂的直流电机与异步电机。直流电机需要安装机械换向装置导致结构变得复杂、价格昂贵、电气和机械损耗增加，复杂的结构又带来了定子绕组不易散热、快速响应能力下降的问题，降低了环境适应能力与运行效率；异步电机由于励磁绕组的存在使得其焦耳热损耗很大，日常维护比较麻烦，另外异步电机功率因数较低的问题增加了电力系统的无功负担，运行经济性不理想迫使其使用量逐年降低。而永磁同步电机采用永磁体作为转子磁钢，不需要换向装置和转子励磁绕组，具有功率因数高、动态响应快、体积小、效率高、结构简单、维修方便、易于散热、噪音低等优点，顺应市场的发展，在风机、磁盘驱动器、水泵、压缩机、球磨机、交通牵引运输、各种机器人与数字控制机床、家用电器等领域的应用极为广泛，长期使用可很大程度节约电能，节能效果突出，拥有着非常高的应用潜力。
永磁体材料的发展与电力电子器件性能的提升为永磁电机的控制奠定了物质基础，根据东莞环球电机转子上的结构不同，可把永磁同步电机分为表贴式永磁同步电机与内埋式永磁同步电机。表贴式永磁同步电机的径向等效气隙较大，电枢反应较小，磁场波形和电流电压波形畸变率较小，但随着转速的不断增加，高速运行时输出功率会迅速下降，制约了表贴式永磁同步电机的应用。与表贴式永磁同步电机相比，内埋式永磁同步电机拥有更高的运行效率、更高的稳定性和与坚固的可靠性，另外其功率密度值大，永磁体嵌入转子内部的设计可以有效避免永磁体失磁，也不会因为高转速下存在的离心力使永磁体飞出转轴，内埋式永磁电机自身又固有凸极性，有利于弱磁扩速，调速范围更宽，扩展了电机的使用领域，使其在高性能工业应用场合广受人们的青睐。
永磁同步电机控制主要分为两大类方法：矢量控制和直接转矩控制，其他各种方法都是以这两种方法为基础上发展起来的。1971年，联邦德国西门子公司的F.Blaschke等人提出了“交流电机磁场定向控制原理”，磁场定向控制又可称之为矢量控制，矢量控制思想起初先应用在异步交流电机控制上，基本思想就是摒弃原先繁琐而复杂的传统式三相异步电机数学模型，通过坐标变换建立一个崭新的模型，这个崭新的模型既等效于原来的三相异步电机，又能够等效于一个直流电动机，并且能取得优良的静、动态特性。虽然这个等效坐标数学变换比较复杂，变换中还需要对不太好观测的转子磁链进行观测，但是矢量控制思想的提出具有重大的运用价值，为各类交流电机控制的发展开辟出了新的道路。矢量变换控制技术成功解耦了交流电机的转矩和励磁磁通，从而可以分别独立的去控制转矩量与励磁磁通的大小，从而使交流电动机调速控制系统与直流电机调速系统一样方便。矢量控制技术提出之后又在实践中不断改进与发展，尤其是在永磁同步电机中，其转子磁场由固定的转子永磁体产生，磁通在忽略温度变化、材料的非均匀性等的条件下是恒定不变的，这样更加有利于矢量控制算法的实现，矢量控制逐渐发展成了在当今在工业界生产制造中得到广为使用的一种高性价比交流电机控制方法。德国与日本两个国家在矢量控制策略的理论探索及产品研发能力领域在遥遥。
直接转矩控制的思想是1977年由美国的A.B.Piunkett教授在ffiEE杂志上次提出的，英语称之为DTC，德国鲁尔大学的德伯布罗克教授经过了多年的努力研究及实验测试，终于成功地将直接转矩控制的思想应用在了实际的电机产品上，然后在1987年教授又把直接转矩控制方式成功应用到了弱磁调速控制系统上。直接转矩控制有着自己独到的特点，跟其他控制方法有比较大的差别，对电机的定子磁链和电磁转矩直接进行操控，通过给定转矩、给定磁链的参考值与其计算值的偏差以及定子磁链的位置情况，进而选取出所适宜的逆变器开关状态，以维持控制中定子磁链值的恒定不变，直接转矩控制方式免去了矢量控制中坐标变换带来的复杂与麻烦的计算，大程度的把环球电机参数变化对性能的影响削弱到低，使得实际性能与理论分析结果相差不是很大，而且DTC系统结构简洁明了，其别具一格的控制思想带来了静、动态性能上的很大提高。控制策略简单、响应迅速是直接转矩控制的一大亮点，但是转矩脉动较大、磁链的估计精度较低的问题困扰着直接转矩控制的应用，尤其是电机低速运行时格外明显，另外由于受到专利及知识产权的限制，国内外仅有很少企业厂商使用直接转矩控制技术，且近几年才开始这方面的研究。
矢量控制占据了当今电机控制技术的主流地位。矢量控制需要随时知道加在电机三相线上的当前电流值和当前转子位置信息，获取电流值需要电流传感器，获取位置信息需要位置传感器。常用的位置传感器主要有码盘、旋转变压器等。然而，码盘和旋转变压器等精密机械装置对安装的要求较高，如码盘安装时对同心度有很高的要求，否则位置精度会变差；码盘和旋转变压器需要安装在电机尾端部分，增加了东莞电机的体积，在恶劣条件（如高温和高冷环境）下工作精度受到影响；码盘和旋转变压器还需要一定的外围接口电路，外围接口电路和码盘、旋转变压器的使用抬高了系统的资金费用，又使得系统的故障发生率不降反升，严重影响了控制系统的可靠性。因此，针对上述存在的种种问题带来的诸多不便性，一种可靠的、低成本的无位置传感器电机控制技术成为当前电机控制领域的热点研究问题。本文在研究无位置传感器系统的基础上，考虑到系统的可靠启动，研究了一种基于低解析度霍尔位置启动的无位置传感器电机控制系统。
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