机器人被誉为“制造业皇冠顶端的明珠”,其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。伺服驱动器作为工业机器人控制系统的重要组成部分,其性能直接影响机器人的精度和稳定性。本文旨在研究和设计用于工业机器人的高性能永磁同步电机驱动器,围绕着永磁同步电机的结构及矢量控制算法原理、驱动器硬件电路的分析及设计、电流环控制算法的研究及实现和实验验证四分部展开。首先,本文研究了永磁同步电机的结构,推导并建立其数学模型,同时分析矢量控制算法的原理,对空间矢量脉冲宽度调制进行公式推导并介绍了其实现方式。其次,针对驱动器多轴控制的特点介绍了系统的基本框架,并确定了以STM32为核心实现外部通信功能,以CPLD和XC866为基础实现永磁同步电机电流环调节功能的方案。然后,对驱动器各个模块的硬件电路原理功能进行详细的分析和介绍,主要包括:控制器电路、采样调制电路、保护电路、功率驱动电路和旋转变压器解调电路。再次,详细阐述了矢量控制算法的CPLD实现方式,并引入了CORDIC算法解决CPLD不能实现三角函数计算的问题。同时,分析并给出了CPLD与STM32和XC866的通信原理机制和实现方式。为了使永磁同步电机获得更好的动态、静态性能,针对无模型控制和矢量控制解耦的问题在传统的PI算法和基于前馈补偿的PI算法的基础上进行改进并在Simulink下进行了仿真验证,仿真结果表明改进的前馈补偿PI控制算法具有更优的调节性能。最后,通过搭建实验平台对永磁同步电机驱动器进行单通道验证,并在实验之前介绍了永磁同步电机基本参数的测量方法。通过示波器测量了旋转变压器解调电路的激励输出波形、旋转变压器的正弦绕组输出波形、余弦绕组输出波形和驱动电机用的PWM波形,同时也给出了永磁同步电机输出的三相电流波形,验证了本文所设计永磁同步电机驱动器的可行性。