● 摘要
随着伺服控制系统越来越多的应用，以及永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）自身的结构特点，基于PMSM的伺服驱动系统在工业生产等领域得到了广泛应用。本文以永磁同步电机伺服系统作为研究对象，根据项目需要，对PMSM伺服驱动器的控制及系统设计进行了较为全面的研究。
本文从PMSM的物理模型出发，研究了其在静止坐标系和两相旋转坐标系下的数学模型，并据此分析了其运行特性。利用电机模型，依据简单快速的要求，对电机电阻、电感、反电势及旋变安装角度和相序进行辨识和检测。并利用递推最小二乘法（Recursive Least Square，RLS）对数据进行处理，提高辨识的抗干扰能力。通过仿真和实验,验证了方法的有效性。之后，利用两种PI整定方法，通过计算分析，得到适用于本课题驱动器软硬件特性的电流环PI调节器通用整定公式。
其次，通过仿真对比研究几种常用的弱磁控制策略，最终选取外环电压调节器法作为实际使用方法。此外，提出复合弱磁控制方法，采用公式法结合外环电压调节器法的形式，克服外环电压法的不足。通过仿真和初步实验对上述两种方法进行了验证。
最后，根据项目需要，对伺服驱动器的硬件电路进行改进，并完善CPLD功能以辅助主控芯片，完成驱动器功能配件数字控制器的软件设计。完成伺服驱动器控制系统的软件设计，并对部分功能进行实验验证，使其基本具备了市场同类产品的功能。