交流伺服系统研发与广泛应用,是促进我国国防工业,空间技术、制造业发展,缩小与世界先进国家差距的重要环节,同时也对降低能源损耗、改善生态环境有着重大的意义。在交流伺服系统中,永磁同步电机具备十分优良的低速性能、调速范围宽广、动态特性优良和效率高,已经成为伺服系统的主流之选。本论文以驱动单轴伺服转台为应用背景,完成了基于英飞凌单片机的永磁同步电机交流伺服系统的设计与实现。首先在永磁同步电机原理模型的基础上,基于矢量控制理论,通过坐标变换将永磁同步电机复杂的数学模型简化。针对转台内嵌的表贴式电机采取id=0的控制策略,得到类似于他励直流电机的控制模型。随后分析了空间矢量脉宽调制的原理和具体实现步骤,搭建了Simulink下电流转速双闭环系统仿真模型,通过仿真实现同步电机矢量控制,设计PI参数改善交轴、直轴电流在电机启动、突加负载情况下动态特性。其次,完成了交流伺服系统硬件实验平台的设计。硬件平台由控制板和功率板组成,控制板以英飞凌32位工业级单片机XMC4500最小系统为核心,支持粗精双通道旋转变压器励磁和位置解调、支持与上位机之间串行通讯。功率板实现功率变换和测量保护功能。功率变换以英飞凌的IGBT模块FB20R06W1E3和驱动芯片6ED003L06为核心,实现单相交流电的整流和逆变。此外,功率板支持母线电压电流和相电流的测量。为避免伺服系统因过压过流损坏,实验平台分别在硬件和软件层面设计有多层保护措施,系统安全性高。再次,基于KEIL515完成了交流伺服系统软件实验平台的设计。程序由主程序、中断程序和功能子程序构成。另外,本文详细分析了XMC4500在电机控制领域常用外设的使用方法,尤其是数字解调单元DSD模块的配置和片上AD同时采样的配置,给使用英飞凌芯片的开发工作者提供参考。最后,在仿真的基础上,对伺服系统进行测试。分别就角位置、相电流、线电压等一系列参数在电机开环、闭环的条件下进行了验证和测量。将闭环的实验结果与矢量控制的仿真结果分析比对,进一步完善了该交流伺服系统功能和性能。