本发明提出了一种磁悬浮控制力矩陀螺无刷直流电机的无传感器自适应换相误差补偿方法：首先，在考虑换相误差的情况下，根据无刷直流电机的三相反电动势傅里叶级数形式的表达式和直流母线电压表达式，推导出含有换相误差信息的直流母线电压表达式，并根据这个表达式建立状态空间方程，扩张出含有换相误差信息的状态变量，进而设计系统的扩张状态观测器，用以观测含有换相误差信息的集总扰动，最后，当控制系统检测到换相点时，用扩张状态观测器估计换相误差，对无刷直流电机的换相误差进行补偿。本发明减少了电机的运行损耗，提高了无刷直流电机的换相精度和效率，可用于实现磁悬浮控制力矩陀螺高速转子电机系统的高精度电机换相控制。