交流伺服系统作为为其它机械设备提供伺服功能的动力系统，在当前工业领域具有广阔的应用前景，特别在一些高精度控制系统中伺服性能的高低直接决定控制系统精度的高低。电力电子技术、微电子技术以及电机技术的发展为交流伺服的应用提供了很好的硬件支持，现代控制理论的发展为交流伺服的应用提供了广阔的理论研究空间，并为其性能的提高提供了软件上的支持。 本文把一种新颖的非线性控制策略—Backstepping控制—应用于交流伺服系统控制研究，解决了交流伺服系统的速度跟踪、位置跟踪以及无速度传感器控制问题。主要研究内容可以归结如下 1)永磁同步电动机伺服系统的速度跟踪控制简化了Backstepping控制的设计过程，提高了永磁同步电动机伺服系统的速度跟踪性能。分析了调节参数对于系统性能的影响，并和PID控制进行详细的对比分析。针对永磁同步电动机伺服系统部分参数时变的特点，设计了参数自适应Backstepping控制器，提高了系统的鲁棒性能，并分析了参数时变特性对系统的速度跟踪的影响。 2)永磁同步电动机伺服系统的位置跟踪控制把Backstepping控制应用于永磁同步电动机系统的位置跟踪控制，提高了系统的跟踪精度，并分析了系统对于负载干扰的抑制情况。电机负载转矩的变化对电机的位置跟踪有很大的影响，为了有效降低转矩变化对位置跟踪性能的影响，系统设计需要能够实时估计负载转矩变化，因此结合Backstepping控制设计的特点，对于永磁同步电动机系统进行负载的自适应估计，使得系统的位置跟踪不受转矩变化的影响。 3)永磁同步电动机伺服系统的无速度传感器控制基于全维观测器估计永磁同步电动机的速度，利用Backstepping控制设计系统控制器，实现了永磁同步电动机伺服系统的无速度传感器控制。由于全维观测器无法实现零速度估计，不能实现伺服系统的正反转。为了解决该问题，利用永磁同步电动机定子交轴电流和转速方程构造降维线性Luenberger观测器来获得电动机的转速，观测器简单易行，通过特征值的配置可以获得快速的收敛速度，同时能够得到电动机的零速度估计值。采用Backstepping控制来设计速度跟踪和电流控制器，保证系统具有快速的速度跟踪和转矩响应。 4)感应电动机伺服系统的速度跟踪控制针对感应电动机交流伺服系统，把感应电动机模型被分为机械和电气部分。对于机械部分，电机的转速通过一个虚拟转矩来控制，虚拟转矩由一个虚拟转矩电压来控制。对于电气部分，电机的磁链通过一个虚拟磁链电压来控制。利用Backstepping控制设计，实现了感应电动机伺服系统的快速速度、转矩和磁链的渐近跟踪。 本文Backstepping控制在交流伺服控制系统的应用研究，无论是对于交流伺服控制系统还是对于Backstepping控制都是一项十分有意义的工作，为将来交流伺服系统的控制策略研究提供了一个很好的研究领域。