永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM),包括隐极式永磁同步电机(surface permanent magnet synchronous motor,SPMSM)和凸极式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM),因结构简单、运行可靠度高和维护方便等诸多优点,在伺服系统中成为使用最多的伺服电机之一。为改善系统的动态和稳定性能,本文采取神经网络模糊自适应算法设计系统控制器以提高电机的高精度位置和速度控制。第一,首先介绍了本课题的研究目的和意义。接着介绍了PMSM伺服系统和四象限(背靠背,Back-to-back)PMSM速度伺服系统的国内外研究动态。第二,介绍了PMSM伺服系统的数学模型。首先介绍PMSM伺服系统的一般数学模型。本文还介绍了四象限PMSM速度伺服系统的数学模型,包括四象限电压型变流器拓扑结构,网侧变流器(VSCl)数学模型,机侧变流器(VSC2)及PMSM的速度数学模型。第三,主要研究了PMSM伺服系统的位置控制。由于比例-积分-微分(PID)控制器存在参数固定的问题,设计了基于平滑切换的模糊PI控制和径向基函数(RBF)神经网络PID控制的位置控制器。仿真结果表明,当永磁同步电机受到外部扰动时,系统具有良好的动态性能,能够实现快速响应,做到精确定位,而且当负载变化时具有很强的抗干扰性。因模糊控制稳态精度不高,采用基于梯形隶属函数模糊规则的改进单神经元算法和模糊算法对PMSM伺服系统进行位置控制。结果表明,PMSM位置伺服系统因采用模糊规则切换的改进单神经元模糊控制器而具有很好的稳态性能;传统的模糊控制器具有输出比例因子固定和输出抖动问题,用单神经元控制在线调整无抖动模糊控制器输出比例因子的控制方法,仿真结果表明,基于改进后的控制器的PMSM伺服系统具有良好的位置控制效果。第四,主要研究了PMSM无速度传感器伺服系统的位置控制。为提高PMSM无速度传感器系统的控制性能,采用RBF和反步法设计控制器,同时采用模型参考自适应方法(MARS)构造观测器。仿真结果表明,基于此控制方案的PMSM无速度传感器伺服系统具有精确的位置信号跟踪特性。第五,主要研究了四象限PMSM伺服系统的速度控制。采用基于单神经元直接模型参考自适应控制方法(MARS)设计网侧电压环控制器以解决网侧系统参数时变等问题,采用反步控制方法设计机侧控制器以改善机侧负载不确定性。结果表明,四象限PMSM速度伺服系统可实现速度的精确跟踪。最后,针对本文内容进行了课题总结。