随着电机控制技术、电力电子技术以及数字信号处理器(DSP)的发展,交流伺服系统已经可以达到与直流伺服系统相媲美的调速性能,且其结构简单、运行可靠、效率高。相对于感应电机,永磁同步电机(PMSM)不但具有功率因数高、转动惯量小、无励磁损耗及调速范围广的优点,而且其控制简单、控制性能亦十分优良。本课题依托单位的试验设备改造项目,为DF型内燃机车自动过渡装置的试验设备研究和设计一套基于DSP的PMSM速度伺服系统,以取代原有的直流调速系统。论文首先介绍了课题的研究背景及意义,论述了交流伺服系统及其相关领域的国内外发展现状。在介绍坐标变换原理的基础上,建立了PMSM在两相同步旋转坐标系dq中的数学模型,分析了PMSM按转子磁链定向且isd=0的矢量控制原理。然后详尽叙述了空间矢量脉宽调制(SVPWM)的基本原理和七段式SVPWM波的实现方法。接下来在MATLAB/Simulink环境下搭建PMSM矢量控制系统的仿真模型进行仿真研究,仿真结果验证了相关理论的正确性及实际系统的可行性,并且表明PMSM矢量控制系统具有良好的性能。在理论分析和仿真研究的基础上,论文对PMSM速度伺服系统硬件及软件的设计进行了详细阐述。硬件部分以TI公司?MS320LF2407A型DSP芯片为控制核心,包括有DSP控制板、功率驱动板以及信号处理板；软件部分包括有主程序、通用定时器1(T1)下溢中断服务子程序以及捕捉单元3(CAP3)中断服务子程序,程序代码使用汇编语言编写。此外,对传统磁定位的PMSM转子位置初始化的方法进行了改进。最后,对整个系统进行了调试,给出了试验结果,并做了简要的分析和说明。实验结果表明,该系统的性能能够满足DF型内燃机车自动过渡装置试验设备的使用要求。