永磁同步电机凭借其功率密度大、转化效率高、易于控制等优点而被广泛应用。本文通过对永磁同步电机进行研究,分析了影响其速度环控制性能的两个主要因素:速度反馈延迟和系统转动惯量,并分别提出了相应的优化方案,在不增加系统硬件成本的前提下,提高了速度环的动态响应能力。首先对永磁同步电机的矢量控制方法进行了阐述,并针对其中的速度环和电流环控制器参数的设计进行了理论推导,实现了控制参数的整定。其次针对影响速度环响应能力的速度反馈延迟问题,提出了一种利用复合负载力矩观测器降阶的扩展卡尔曼滤波算法进行速度反馈计算,降低了速度反馈的延迟。并对降阶扩展卡尔曼滤波算法进行了详细的理论推导和分析,简化了运算,提高了动态性能。通过仿真验证了上述算法性能,使得速度环带宽有效提高,从70Hz提高到250Hz。然后针对影响速度环控制性能的另一主要因素(系统转动惯量)进行了辨识算法的研究。采用梯度校正法,设定周期性正负交变的速度给定,使得电机在微小位移的情况下,实现了转动惯量的辨识。通过实验平台实现和验证了本文提出算法的有效性,并根据辨识出来的转动惯量进行了速度环控制参数的整定和对降阶扩展卡尔曼滤波算法的优化。通过上述算法,提高了速度环的动态响应能力,环路带宽提高了2倍,运算量减小了50%,并且通过转动惯量辨识提高了算法的适用性,辨识精度达到0.8%。