交流伺服系统作为工业自动化支撑性技术之一，广泛应用于工业机器人等要求高性能定位控制的场合。然而工业机器人运行中姿态不断变化，从某一轴伺服系统的角度看，负载惯量经常会发生十倍以上的变化；重载荷机器人在抓取和释放的瞬间也会对伺服系统施加阶跃的惯量扰动，因此伺服系统需要当负载惯量大范围变化时仍能保持良好的性能。本文围绕时变惯量负载伺服系统的控制策略，阐述了在线惯量辨识的特点和局限，指出对于机器人伺服系统等需要小范围精确定位的场合，在线参数辨识往往不能准确推定转动惯量，影响伺服系统稳定性；而自适应控制难以达到期望的性能。文中提出一种模糊PID速度控制策略，综合了转速偏差和输出转矩偏差等因素设计模糊推理规则，使速度控制器当负载惯量发生大范围变化时仍能保持良好的相应速度和稳定性。为了提高伺服控制系统开发的效率，以x86计算机和NI7841R多功能板卡为基础设计了交流伺服硬件在回路仿真实验平台。该系统通过7841R板载FPGA生成PWM控制三项逆变器，具备高同步性的反馈触发采样能力；控制系统运行在x86架构实时系统之上，克服了嵌入式控制器运算能力不足的障碍，使复杂控制系统的开发周期大幅缩短。实验表明，使用本课题设计的模糊PID速度控制器的伺服系统，当负载惯量发生30倍变化时仍能保持良好的定位性能。