随着纺织行业发展的逐步推进,全自动电脑横机的研究与应用成为新的热点,横机伺服驱动系统作为横机工作的主要执行机构,对提高横机工作效率有着至关重要的作用。本文设计的基于永磁同步电机的横机交流伺服系统,以STM32F407ZGT6微控制器为系统控制核心,采用矢量控制和空间矢量脉宽调制技术相结合的控制方法,通过对系统进行硬件、软件的设计,最终实现系统电流、转速、位置三闭环控制的目的。首先,阅读大量交流伺服系统相关资料,在充分理解交流永磁同步电机的电机模型及控制特点的基础上,通过霍尔电流传感器检测定子的实时电流,采用增量式光电编码器检测转子的转速和位置信息,应用矢量控制实现电机定子电流坐标变换,并结合空间矢量脉宽调制技术来产生驱动电机运转的PWM脉冲,从而形成交流伺服系统三闭环控制方案。其次,依据横机伺服系统工作性能需求,分别设计了伺服系统硬件电路和软件程序。硬件电路设计主要包括整流电路、IPM逆变电路、定子电流及母线电压检测电路、开关电源电路、CPU电路、CAN通信电路、编码器接口电路、伺服控制信号电路及伺服报警电路的设计。软件设计部分主要包括伺服主程序、主中断服务程序、保护中断服务程序、CAN通信程序、系统调节器设计、电流采样、转子速度和位置计算等伺服关键技术的研究。最后,利用Matlab/Simulink环境对伺服系统进行仿真,验证设计的合理性,并搭建伺服系统实验测试平台,通过示波器观测分析实验数据,结果表明本文设计的横机伺服系统性能满足伺服设计要求。