永磁电机的高功率密度使其在交流伺服系统中有越来越广泛的应用。许多交流伺服的应用场合中,负载的惯量会随时间或工况发生较大的改变,大大增加了伺服控制难度。为提高负载惯量变化的永磁电机控制系统的参数适应性和鲁棒性,本文基于模型参考自适应控制,在提高响应的快速性、鲁棒性和参数适应性等方面进行深入研究。建立了交流永磁电机系统各环节的数学模型;提出一种位置环的前馈复合控制方案,提高了位置响应的速度,优化了位置响应的动态性能;建立了转速、位置环路带宽与转动惯量的关系,分析了惯量变化对转速、位置控制效果的影响,总结了转动惯量变化下控制性能的影响效果以及控制器的设计难点。针对惯量变化引入的位置响应超调和振荡,采用了一种强鲁棒性的模型参考自适应位置控制策略,不依赖电机机械参数精确建模,在负载惯量发生大范围变化时仍能保持较好的控制性能;提出了对传统算法的两点改进,通过引入前馈部分改善了传统算法的动态性能,并在控制回路中加入比例-微分校正控制获得良好的控制效果;在不同算法下进行了变惯量阶跃响应仿真,并提取了不同控制策略下阶跃响应的性能指标进行了对比分析,验证了所提算法的有效性。针对转速控制的鲁棒性要求,提出了一种带误差模型的误差模型参考自适应转速控制策略,通过误差方程构成参考模型,通过自适应反馈的方式对参数变化进行补偿,减小了参数依赖性;对所提方案进行了变负载惯量的仿真,验证了算法在大惯量、负载惯量大范围变化和强负载扰动下的良好效果;分析了位置闭环后位置增益与惯量的关系,为后续自整定设计提供基础。针对惯量变化下的位置响应适应性要求,基于所提转速自适应控制器,引入惯量辨识算法,提出一种基于参数辨识算法的自适应位置控制方案。通过遗忘因子最小二乘方法对负载惯量参数实现了实时辨识,为位置环参数自整定提供了基础;推导了最大带宽约束与位置环增益的关系,并对传统的自整定方案进行了改进;分别设计了基于最大带宽约束的自整定方案在线和半离线的位置环自整定-MRAC控制策略,大大改善了惯量变化下位置控制的动态性能,具有良好的动静态性能,具有较强的实用意义。