永磁同步电机(Permanent Magnetic Synchronous Motor,PMSM)作为高精度高性能伺服系统的执行机构,已经广泛应用于许多领域。永磁同步伺服系统常采用嵌套的三环(电流环、速度环和位置环)矢量控制结构,为使系统能快速跟踪给定电流、速度以及位置信号,且保证系统稳定,当前伺服的环路控制器大多数是采用成熟的PI控制方式。本文以永磁伺服系统速度环PI控制器为研究对象,对速度环PI参数进行自整定。永磁伺服系统速度环PI控制器的参数与转动惯量的关联性较大,因此,本文的自整定包括转动惯量辨识及PI参数自整定两个部分。本文首先根据PMSM的结构,结合坐标变换,推导出了各坐标系下PMSM的数学模型,简要阐述了矢量控制技术以及PMSM矢量控制架构。其次,介绍了惯量辨识方法。简要介绍了几类惯量辨识方法,分析了转动惯量对伺服系统控制性能的影响,由于离线的加减速惯量辨识对于时变的转动惯量辨识无能为力,因此引入朗道在线惯量辨识,朗道在线辨识的辨识收敛速率与精度受辨识增益的影响较大,通过稳定性分析并设置相应的辨识增益,使辨识算法能兼顾收敛速率与精度,并在MATLAB/Simulink平台下进行了仿真验证。之后,对永磁伺服系统速度环PI控制参数进行自整定。在频域法与工程整定法整定速度环PI参数的基础上,设计评价函数对速度阶跃响应进行评价,优化速度环PI参数,并进行仿真实验。最后,介绍了以TMS320F28377S为核心控制芯片的永磁伺服系统软硬件实验平台,通过实验验证了本文算法的可行性和有效性。