随着工业化进程的不断推进,伺服系统在工业生产领域占据越来越重要的战略地位。永磁同步电机凭借其小巧的体积,简单的结构、高的工作效率和高的功率密度等优点成为伺服系统执行电机的首选。对永磁同步电机伺服系统进行高性能、数字化的控制是现阶段伺服系统研究的热点。因此,研究各种高级控制算法对实现高性能的永磁同步电机伺服系统有着极其重要的作用。本课题的主要目标是改善伺服系统的动态特性和低速性能。具体内容如下:基于无差拍电流预测控制算法具有动态响应快、开关频率固定,易于数字实现,且能够使伺服系统的响应宽度达到最优状态的优点。因此,本课题的电流环控制策略选择无差拍电流预测算法。该算法从严格意义上来说是一种模型预测控制,为了确保电流控制器的性能,必须采用精准的电机参数。传统的无差拍电流预测算法对电机的电感参数尤其敏感,电感参数不匹配甚至会导致整个系统发散。为了克服这个缺点,本文在传统算法的基础上对交轴电流给定值与反馈值的偏差限制条件进行改进,并对该算法中涉及到的电压预测方法进行修改,使得整个系统在电感参数不匹配的情况下依然可以保持稳定状态。现有的伺服驱动产品大都只是侧重电机运行于额定转速时的控制性能,电机低速运行时整个系统的控制效果并不好,而伺服系统在全速范围内的控制精度主要取决于低速时的控制效果。因此,改善低速控制效果对提高伺服系统的整体性能有着很重要的作用。为了在全速范围内对永磁同步电机进行精确的控制,必须得到精确的速度反馈,尤其是要得到低速和超低速的速度反馈。目前人们常采用增量式光电编码器作为位置传感器,并在此基础上选择合适的测速方法对电机进行速度闭环控制。电机高速运行时,M法测速比较精准,但是电机低速运行时,该方法有着很大的检测误差,导致系统的低速控制效果很差,严重限制系统的调速范围。为解决M法测速在低速时存在的问题,本课题采用Kalman算法对M法测得的转速进行滤波,提高低速时的速度测量精度。论文最后基于TI公司的TMS320F28335搭建了实验平台,对系统的软硬件部分进行设计。在系统实验平台上进行各种测试实验,验证了实验平台硬件电路的正确性和软件设计的合理性,并在此基础上验证了无差拍电流预测控制算法的有效性。