伺服控制系统,尤其是高精度、高控制性能的伺服系统目前广泛应用于航空航天、自动化、运动机器人、运动控制和新能源电动汽车等各个领域中。目前伺服系统主要的逆变器采用的器件为Si材料制作的IGBT,由于其性能的限制,尤其是目前对Si材料的研究已接近其理论极限,因此伺服系统向更大功率密度、更小体积尺寸的发展遇到了瓶颈。在工业机器人,航空航天空间站等领域,向更大功率,更小体积发展是大势所趋,是未来的机遇和挑战。宽禁带材料主要包括氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC),由于其耐压和耐流更大,因此适合在功率更大的场合使用。宽禁带器件开关频率非常高,因此可以减小驱动器和逆变器的体积,有利于实现更高的功率密度,实现真正的驱控一体化,并且整个系统的效率可以得到极大提高,因此具有重大的意义。本文搭建基于GaN宽禁带器件的伺服驱动控制系统。首先分析驱动回路和功率回路寄生参数对GaN高频驱动系统的影响,分析了串扰和端电压震荡产生的原因,根据建模分析得到寄生电容和寄生电感对驱动系统的影响,之后依据参数影响分析完成了原理图和PCB的设计,改进GaN伺服驱动系统的散热方式,完成了样机的制作。然后,分析电机控制系统中电磁干扰(EMI)产生的机理以及导致的危害,其中着重分析在使用宽禁带材料的电机驱动系统当中,由于高开关频率和过大的dv/dt和di/dt导致的尖锐的电磁干扰现象,从软件抑制角度方面介绍目前常用的频率调制方法;之后依据直接数字频率合成技术提出本文采用的无等待载波连续频率调制策略,分析载波形式、扩频范围和调制系数对电磁干扰的抑制效果,通过理论分析证明所提频率调制算法的优越性。最后,完成基于无等待载波连续频率调制算法的控制器的参数设计,并且通过FPGA完成电机的双闭环控制,在平台上进行驱动性能的测试,结果证明高开关频率下的伺服驱动系统具有优越的性能,并且电流环和速度环带宽都得到提升,EMI得到明显的抑制,驱动系统具有优异的性能。