本文以研制数控机床进给用永磁同步交流伺服系统及其应用为工程背景展开。对永磁同步电动机的数学模型,磁场定向,脉宽调制方法等理论进行了分析推导;对交流伺服控制系统若干功能模块的FPGA 实现算法进行了研究,并对速度伺服控制器电路中的所有模块均用硬件语言Verilog HDL进行描述,在源代码通过功能仿真和时序仿真测试后,再经过Synplify 软件综合生成EDF 网表文件,在Xilinx 低成本FPGA(SpartanIIE-XC2S300E)器件中得到实现语言对其进行了验证,最后将所研制的交流伺服驱动系统应用在数控机床中。本课题的研究对于高性能交流伺服驱动控制系统的发展以及数控装备有重要意义。首先,分析了永磁同步电动机的伺服控制策略,确定对表面式永磁同步电动机采用i d=0的控制策略,建立了表面式永磁同步电动机的数学模型,对转子的磁场定向的矢量控制原理进行了分析,对SPWM,等零脉宽调制和SVPWM 脉宽调制方式分别用Verilog 语言进行了描述,并对各个算法进行了模块化设计。其次,针对交流伺服控制系统的功能要求,根据FPGA 模块设计的特点,把速度伺服控制器的数字硬件划分为几个功能模块,分别对这些功能模块进行了设计,然后把各个功能模块进行了综合,完成了整个驱动系统的设计。最后,把设计成功的交流速度驱动器应用到一台数控机床上,对整个数控机床系统进行了介绍,对机床的数控系统和进给驱动系统进行了调试,编写了数控指导说明书,并编写了几个加工实例,分析了交流伺服系统的性能,得出所研制的交流伺服系统具有反向速度快,定位时间短,转矩恒定,满足了数控加工的要求,具有较好的线性调速特性及良好的动态性能。