当今中国工业自动化进程的加速使得高精度交流伺服系统在工业各领域的应用越来越广泛。而新型永磁材料的研制和众多性能良好的电机控制策略的提出使得以永磁同步电机为代表的伺服系统在性能上可以直接媲美直流伺服系统。新型电力电子器件和新一代高性能微控制器、可编程逻辑器件的推出更是使得永磁同步电机交流伺服系统从模拟向数字、低频向高频、分立向集成的方向发展。过去永磁同步电机伺服控制系统常常以DSP作为控制器,这使得其所控制的电机数量受到很大限制。随着中低端高性价比的FPGA的不断推出,以FPGA作为中央控制芯片的一片控制器拖动多个伺服电机的架构在越来越多的如多轴工业机器人、四轴飞行器等分布式交流伺服电机系统中得到采用。本文首先介绍了以永磁同步电机作为控制对象的交流伺服系统的演变过程、基本系统结构和基本性能指标。从永磁同步电机物理模型出发,阐述了电机产生电磁转矩原理。通过分析永磁同步电机的数学模型然,比较了永磁同步电机矢量控制的几个常用策略,分析了其优缺点。接着详细介绍了永磁同步电机的id=0控制策略,根据功率相等和磁动势相等原则推导了矢量控制中Clark变换、Park变换、Ipark变换。阐述与研究了SVPWM原理,并在此基础上利用SIMULINK仿真工具对id=0控制策略进行了仿真和研究。然后在仿真和理论的基础上设计了以FPGA作为控制核心的硬件方案和软件程序。在硬件方案中详细介绍了全桥整流电路、防浪涌电路、IPM电路、LNK306辅助开关电源电路、滞回比较制动电路、SVPWM信号传输电路、相电流采集电路等电路的功原理、给出了电路参数设计过程;而在软件程序中给出了矢量坐标变换、Cordic算法计算正余弦、相电流采集、SVPWM信号发生器等各个功能模块的设计原理和具体实现。最后对完成的永磁同步伺服驱动器进行了详细实验调试,测量了系统中的关键电流电压波形,并分析了系统误差产生原因,提出相应的改进措施。