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随着空间交会对接和自主导航技术的发展，对捕获跟瞄控制系统的精度要求越来越高，而平稳性和动态响应性则是评价控制系统精度的两个重要性能指标，本文围绕这两个性能的提升展开工作，对控制系统电流环和速度环的调节器设计、转子初始位置检测和补偿逆变器死区效应产生的转矩脉动等关键技术进行了深入的研究。 永磁同步电机是控制系统中的执行元件，在分析了其数学模型的基础上，阐述了矢量控制原理及实现方法，针对空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)和正弦脉宽调制(SPWM)两种调制方法进行了原理分析和仿真对比，选取了控制性能更加优良的SVPWM方法，为全文的分析及应用奠定了理论基础。 根据电机、逆变器和电流采样环节的传递函数，采取PI控制为电流环调节器，以抵消环中的大惯性环节，获取较快的响应速度，而后针对传统PI调节器不能完全解耦转矩电流和励磁电流，以及不能补偿反电动势影响，致使控制性能降低等缺陷，设计了更具优越性的电流环内模控制调节器。接着将电流环整体考虑为速度环的一部分，在分析了速度环各部分传递函数后，设计了速度环PI调节器。 为保证系统在初始静止时能平稳启动，需明确转子的初始位置。通过对凸极效应和磁路饱和效应原理的分析，针对传统高频注入检测法提取电流相位复杂的缺陷，提出一种改进的初始位置检测方法，即注入旋转的脉振高频电压后，通过对高频响应电流进行解调、滤波、最小二乘拟合以及对磁极进行判断后，可获得转子位置信息。该方法不依赖电机参数，结构简单，检测过程中保持转子稳定不动，机械角平均检测误差为0.833°，满足系统的启动需求。 逆变器的死区效应造成输出电流出现高次谐波，转矩发生振动，为进一步提高控制系统的性能，深入研究了逆变器死区效应产生的机理，对其谐波进行分析，针对传统离线补偿方法没有考虑到非线性误差和电流极性确定困难等缺点，提出了一种逆变器死区在线补偿的新方法，结合矢量控制特点，通过对死区误差电压幅值的估计，采用电压前馈方式进行补偿，无需额外的硬件或者离线参数选择实验，也不需要进行电流的极性检测，算法简单且易于实现，能够有效的抑制高次谐波电流，从而改善控制系统的性能。 设计了以数字信号处理器(DSP)为核心的控制电路和以智能功率模块(IPM)为核心的驱动电路，搭建了控制系统实验平台，开发了系统控制软件，并对影响系统性能的硬件电路部分进行了分析和相应软件处理。