交流伺服系统在工业控制领域得到广泛应用,但某些应用场合对其性能要求苛刻,因此需要对其性能进行提升。高性能的交流伺服系统指标有:精度高、响应快和抗扰动能力强。本文针对交流伺服系统高响应做了以下工作。首先,对交流伺服系统三环(电流环、速度环和位置环)控制结构进行分析,建立系统数学模型,分析系统性能与调节参数的关系,选择合理的参数实现对系统更优地控制。构建电流环模型及其传递函数,通过电流采样时序图,分析影响系统响应因素,采用PWM双次刷新的方法缩短电流采样延时,同时使用电流预测算法,对采样电流进行预测计算得到下一周期电压,将其作为输入送入系统中,减小采样时间。由于电流预测算法对电机参数敏感,所以构建观测器对电机参数进行实时观测并将观测值反馈到电流预测算法中,以保证预测结果的准确性。其次,交流伺服系统高响应不仅表现为启动响应快,同时表现在负载突变时系统可以快速地做出反应,减小振荡时间。本文针对交流伺服系统抗扰动能力进行分析,为减小负载突变对系统的影响,构建负载转矩观测器对电机转矩进行实时观测。在负载发生突变时,通过补偿q轴电流,使系统在受到外界干扰时可以迅速做出调整恢复正常运行状态。同时由于转动惯量对观测值的影响较大,需要对其进行在线辨识,以保证在转动惯量发生变化时,观测器值在正常范围内。最后,由于交流伺服系统通常为带负载运行,当连接负载的机构刚性不足时(柔性环节),系统在高增益下产生谐振。为了确保系统的响应速度,且削弱系统谐振,本文采用陷波器对谐振频率点的幅值进行抑制。由于陷波滤波器的加入会使系统相位产生滞后,导致系统响应变慢,采用速度指令重构方法保证系统在柔性连接装置下响应快、无谐振。通过仿真和现场试验表明上述控制方法在交流伺服系统中的有效性。