在现代工业应用中,单台焊接机器人因其有效工作空间有限已经无法独立完成焊接任务,因此,需要二自由度机器人来扩充其有效工作空间,进而实现焊接任务。实现焊接任务的前提是合理的逆运动学解耦以及轨迹规划,同时,永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）作为机器人的驱动器,它的控制精度直接影响机器人的控制性能。因此,为了提高二自由度机器人的性能,本文对驱动二自由度机器人的双永磁同步电机的逆运动学解耦、轨迹规划,以及永磁同步电机伺服控制进行了研究。首先,针对采用解析法对驱动二自由度机器人的双永磁同步电机进行逆运动学解耦存在多解的问题,本文在解析法的基础之上,提出了一种解析法多解选取方法。与其它的逆运动学解耦方法不同,解析法具有求解速度快、精度高等优点,且不存在雅可比矩阵奇异、迭代初始值选取不便等问题。通过建立双永磁同步电机运动学的数学模型,设计运动代价函数对其进行运动学解耦并选取最优解,并通过仿真对该方法进行了验证。其次,为了降低传统三次样条插值拟合应用到双永磁同步电机的轨迹规划的加加速度,本文提出了一种改进的三次样条曲线插值拟合方法。采用跟踪微分器对逆运动学的解处理和设定插值点选取规则,根据选取的插值点进行拟合,然后通过建立加加速度目标函数选取最优轨迹。结果表明,提出的轨迹规划方法可以有效地解决传统方法加加速度过大的问题。然后,针对自抗扰控制技术（Active Disturbance Rejection Control,ADRC）的扩张状态观测器（Extended State Observer,ESO）存在的峰值问题,本文对ESO存在的峰值问题进行分析并设计了一种变增益ESO,并来改善传统方法存在的峰值问题。结合变增益ESO设计永磁同步电机的伺服控制方案。结果表明,变增益ESO能够有效抑制常值ESO的峰值问题以及提高了PMSM伺服控制方案的性能。最后,本文搭建了试验平台,在理论研究的基础上,对所提方法的性能进行了试验验证分析,证实本文提出的方法的有效性。