电动汽车成为当今世界的发展趋势,内置式永磁同步电机因性能突出而广泛应用于电动汽车中,永磁同步电机磁场定向控制策略的关键在于准确获取转子角位置,当位置传感器故障或位置检测回路出现故障时,控制系统获取的转子角位置错误,使得磁场定向控制策略失效,造成安全隐患,因此亟需车用永磁同步电机转子位置的容错控制方案。论文对永磁同步电机旋转变压器的硬件解码、软件解码及无传感器估计三种转子位置获取方案进行研究,针对传统的旋转变压器软件解码存在的角度延迟和初始位置不准确的问题,提出了基于改进三阶观测器的角度解析算法;当电机运行在中高速区域,分别通过改进无迹卡尔曼滤波算法和强跟踪无迹卡尔曼滤波算法估计转子位置角,并与传统无迹卡尔曼滤波算法进行比较;建立了转子位置检测的三种方案,明确了旋变硬件解码和软件解码的故障诊断方法,并提出了基于旋转变压器的旋变硬件解码和软件解码冗余装置及控制策略和基于三种检测方案的系数可变加权的容错控制策略。按照永磁同步电机矢量控制基本理论在MATLAB/Simulink中建立控制策略模型,添加逆变器和电机物理模型构建了模型在环仿真平台,并根据旋转变压器数学模型、旋变软解码数学模型及无传感器估计算法模型分别搭建了旋变软解码控制策略和无传感器估计算法的仿真验证平台,结合相应的测试用例,对提出的改进软解码算法和改进无传感器估计算法进行了仿真验证;通过搭建旋变硬解码与软解码的切换策略模型,并模拟旋变硬解码故障信号,对旋变解码冗余控制策略进行了仿真验证。将控制策略数学模型离散化,利用MATLAB/Simulink的代码自动生成功能,重点针对旋转变压器软件解码算法,生成适用于英飞凌Tricore内核的嵌入式代码,以Aurix TC275为主控芯片,结合其底层驱动软件,在High Tec开发环境中完成应用层与底层软件的集成,配合控制器相关电路,实现了永磁同步电机基本矢量控制和旋变软件解码等功能,并在双电机测试台架上进行实验验证,结果表明:在永磁同步电机全速度范围内以及加减速工况下,所提出的基于改进三阶观测器法的旋变软解码算法估计精度高,跟踪能力强,可作为旋变硬件解码的冗余方案以实现基于旋变软硬件解码系统的PMSM转子位置容错控制。