随着纺织工业的发展,具备全自动功能的高性能横机已经成为国内外的研究热点,横机伺服系统作为横机的主要执行机构,其工作性能的好坏直接关系着横机的工作效率。本文以STM32F407ZGT6为主控制器,采用矢量控制和空间矢量脉冲宽度调制技术相结合的控制方法,设计了一款具备CANopen功能并专用于横机的双交流永磁同步电机伺服系统,通过对系统硬件电路和软件程序的设计,最终对两个永磁同步电机分别实现电流,速度和位置的三闭环控制。首先,阅读了大量交流伺服系统的相关资料,在完全理解永磁同步电机的数学模型和控制策略的基础上,采用霍尔电流传感器检测电机的定子电流,并用增量式光电编码器检测电机转子的速度和位置信息,采用矢量控制策略对电机的三相定子电流进行坐标变换,并结合空间矢量脉冲宽度调制技术生成驱动电机逆变桥功率管的PWM波脉冲,从而实现电机的三闭环控制。其次,对伺服现场总线CANopen在伺服系统中的功能进行了全面介绍剖析,并针对交流伺服系统的工作性能与要求,设计了伺服系统硬件电路和软件程序。硬件电路主要包括最小系统电路、CAN通信电路、编码器接口电路、伺服报警电路、伺服控制信号接口电路、整流电路、三相逆变桥电路、定子电流及母线电压采样电路、开关电源电路。软件设计部分主要包括CANopen程序、伺服功能程序、系统调节器、电流采样、转子速度和位置计算等关键技术的研究。最后,利用MATLAB/simulink环境对伺服系统做了三闭环仿真,验证所设计控制系统的合理性,并搭建交流伺服系统实验平台,通过CAN测试软件及示波器分析实验数据,结果表明本文所设计的横机双伺服系统能够满足伺服系统的设计要求。