伺服系统是数控机床的重要组成部分,而伺服系统的核心问题在于如何提高伺服驱动元件(电机)运行速度和转子位置的控制精度。为了进一步提高对电机速度和位置的控制精度,并且便于系统的数字化实现。本文给出了一种改进的永磁同步电机速度与位置的计算方法,并在此方法的基础上,给出了一种能够使电机在低速运行时仍然能够具有良好的速度与位置响应的策略。具体所做工作和取得的成果如下:　　(1)基于传统PID(Propotion Integral Derivative)控制方法不具有很强的鲁棒性和现代的许多电机控制算法复杂的缺陷,文中给出了一种改进的 PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor)速度与位置的计算方法。首先,在估计坐标系中建立了永磁同步电机的数学模型;其次,为了解决电机运行在暂态过程中转子速度和位置估计不准确的问题,文中运用了双闭环稳态控制模式。这种控制方法具有计算方法简单有效,系统响应速度快并且易于数字化实现的优点。在 Matlab仿真环境中,搭建了带有SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation)模块的PMSM控制系统仿真模型,通过仿真对比可以看出电机运行性能良好。　　(2)为了解决电机在低速运行时速度与位置估算不准确的问题,文中在应用了永磁同步电机无位置传感器状态估计方法的基础上,引入了适用于转子磁场定向矢量控制系统的 PI调节器控制环节。当电机在低速状态运行时(系统规定低速运行范围在0~20rpm),系统自动切换(反电动势过零点平滑切换方法和复合方式平滑切换方法)至低速运行模式,PI调节器对转矩电压的误差项进行采样,来获得电机的转速信息。通过仿真实验,可以很清晰的看出,系统引入 PI调节环节以后,电机无论是在高速运行还是在低速运行时都具有较为理想的运行效果。　　(3)针对以上给出的电机控制方法,文中对永磁同步电机无位置传感器控制系统进行了硬件和软件设计。整个控制过程以 TI公司的 DSP2812(Digital Signal Processor2812)微处理器为核心控制器,设计出了一种全数字化的永磁同步电机伺服驱动系统。为了实现 DSP与上位机的通信,文中设计了相应的上位机监控软件,并对DSP的CAN模块和DSP的接口做了相应的设计。