近年来,随着居民生活水平的提高,我国国民的健康意识越来越强,健身热情不断高涨,去健身场馆利用健身器材健身逐步成为工作之外生活的一部分。目前,国内健身场馆中力量型健身器普遍存在噪音大、用户体验差、自动化水平低等问题,如何将现代先进的伺服电机控制技术融入到健身器材中,改变目前健身器材普遍使用金属配重盘或物理设备调整摩擦力的方法改变锻炼强度的现状,引领健身器材向更加智能化的方向发展是目前健身器材行业需要解决的一个重要技术问题。本文以山东华亚工业有限公司基于交流伺服的健身器负载控制系统课题为依托,以健身器行业为背景,以永磁同步伺服电机控制系统为研究对象,介绍了健身器材设备与伺服控制系统的关系,并在此基础上研究设计了永磁同步伺服电机作为负载使用的健身器伺服控制系统。该健身器伺服转矩控制系统由硬件和软件两大部分组成,并详细论述了各部分的设计原理与系统功能。在健身器负载转矩控制方面,针对健身器中电机主要工作在堵转情况下转矩处于动态非平滑输出的实际情况,本文先对永磁同步伺服电机进行数学分析建立数学模型,并在此基础上采用空间电压矢量分析策略对数学模型解耦得到负载控制的理论依据,完成健身器负载转矩的初步控制。为保证转矩平滑输出本文在此基础上设计了一种能够动态预测电机转矩变化的模糊控制算法。文中详细介绍了该健身器负载控制中运用的矢量分析原理、模糊控制器的设计原理和步骤以及结构功能框图。通过2组对照试验所记录的数据表明,加入动态预测性的模糊控制算法转矩测试中比单纯的模糊算法具有更好的动态稳定性,健身器负载控制系统超调量普遍保持在±6%以内。在用户体验方面转矩实际偏移量可普遍维持在0.5Nm以内,偏移误差下降了50%。用户使用健身器锻炼过程中牵拉电机运行更加平顺,消除了运用模糊化算法之前的卡顿感。该方法不但在理论上实现了健身器负载伺服控制中转矩的平滑控制,在实际测试应用中也较好的控制矫正效果,可普遍应用于健身器等相关利用伺服电机作为负载的转矩控制系统。