经过几十年的经济发展,数控机床已经成为企业使用的主要设备,随之而来的是大规模的数控设备老化、大修、更新、淘汰等问题,所以更换数控系统、数控伺服系统的维修保养,数控伺服电机的更换,是数控设备维修人员需要经常进行的工作。在这个过程中,怎样高效合理的选用数控系统、伺服电机,系统怎样取得最佳的性价比是一个比较突出的问题,需要工程人员在这个方面进行研究。因此开展数控伺服系统的机械及电气系统建模、动态性能仿真分析等方面的研究,对于合理确定伺服系统的各项控制参数,保证控制真正发挥其内在功效十分重要,同时这方面的研究工作,也是研制新型伺服系统的重要环节。无刷直流电动机作为一种新型的无级变速电机,具有结构简单,制造方便,不需要经常性维护等优点,是一种现想的变速电机。本文以无刷直流电动机作为数控伺服电机为研究起点,首先建立伺服系统的机械传动系统模型,通过建立无刷直流电机的数学模型,分析其电气性能,用传递函数办法和MATLAB软件中SIMULINK模块进行系统建模和仿真分析,从伺服电机、变速箱、丝杠、工作台、工作阻力各个方面建立了整个机床伺服传动系统的仿真模型,从而能够对系统稳定性、合理选择伺服电机型号,电机转动惯量和系统的匹配等各方面进行客观的分析与研究。伺服系统的电气控制主要是基于电流环、速度环位置环的三环反馈系统,而三环调节器都是使用PI调结器或P调解器,本文先对各种调节器进行建模,通过仿真软件对各个环节的电气性能参数进行模拟整定,对影响伺服进给系统动态性能的因素进行了详细的仿真分析,找出影响进给系统动态性能的主要因素。其结果对于合理确定伺服系统的各项参数,保证系统发挥其内在功效十分重要。利用Simulink/Power System下的各个模块,建立无刷直流电机控制系统仿真模型。分析其结果和理论分析基本一致,它为进一步分析研究无刷直流电机控制系统提供有效的工具,加快了实际系统的设计调试过程。PID控制器虽然结构简单,但在克服较大扰动影响,提高系统动态品质等方面并非最优,光靠调整PID参数难以获得满意的控制效果。模糊集合理论是一种具有处理语言信息能力的控制理论。根据模糊集合理论设计的模糊控制器,能够模仿操作人员手动控制作用,它不要求已知受控对象的数学模型。只需现场操作人员的经验知识,使模型难以确定的复杂系统得以有效的控制。本文根据模糊控制理论设计了模糊控制器,并将PID控制和模糊控制相结合,用于直流双闭环调速系统。通过仿真软件实现了仿真过程分析,通过与传统PID控制进行比较观察,模糊控制对系统控制效果,抗扰性能、响应速度,动态性能好等各方面有更好的优点。