本文以永磁同步电动机为研究对象,对交流伺服系统从数学模型、控制方法以及系统的硬件和软件设计等方面进行了系统的研究,提出了一种改进的单神经元PID控制方法,实现了交流伺服系统的基本要求。首先,在电机的模型推导中,本文分别推导了同步电机在三相坐标轴和两相坐标轴上的数学模型,并且详细介绍了基于两相旋转坐标轴的磁场定向矢量控制策略以及基于这种策略的脉宽调制方式(SVPWM)。接着,依据所推导的电机模型,对系统的控制方法进行理论推导。系统总体采用的是三环控制方式,包括电流环、速度环以及位置环。文章分别对这三个环的控制器设计进行了理论推导,其中着重介绍了一种改进的单神经元PID算法对速度环进行控制,可以实现速度环控制参数在线整定。这种方法具有计算量小、鲁棒性好、能够适用于电机运行的各个速度区域。然后,对系统的硬件和软件设计进行了介绍:硬件设计分别从功率板和控制板电路的设计和实现进行说明;软件设计给出了各个程序模块的程序流程图。最后,本文分别给出了电流、速度和位置控制的实验波形;并且将传统的PI速度控制以及利用改进的单神经元算法对控制器参数整定的速度控制效果做了对比;此外还给出了电机在各个速度区域的速度波形。通过实验验证了这种方法的正确性,同时也通过实验证明了系统达到了伺服系统的基本要求。