直驱式伺服系统省去了驱动电机与负载间的减速传动机构,大幅提高了传动效率和系统刚度,但驱动电机需要直接承受负载转矩的大范围变化,这对电机及其控制器的性能提出了更高的要求。永磁同步电机以其功率密度高、过载能力强等特点,已成为直驱式伺服系统驱动电机的主流之选。本文基于一台表贴式永磁同步电机,根据直驱式伺服系统的控制要求,对永磁同步电机的控制策略进行研究。首先,本文运用经典控制理论对直驱式伺服系统的传递函数模型进行分析,并整定三环调节器参数。研究表明,系统经PI控制器校正后,系统的动态响应性能得到提高且稳定性较好。其次,本文利用复矢量分析法研究反电动势对电流环的影响,提出电流动态解耦控制策略,改善了电流控制性能;然后对负载转矩的辨识进行研究,设计了一种基于Luenberger原理的转矩观测器,提出观测器参数选取的优化方法,并运用观测转矩对系统加以补偿,提高了系统的抗扰性能;再后研究了位置伺服跟随性能,提出位置复合控制方式,降低了系统对位置斜坡输入信号的跟随误差。最后,在Matlab/Simulink中搭建了直驱式位置伺服系统的仿真模型,同时,设计并制作了实验硬件平台,编写了软件程序。对比系统分别采用优化控制策略与PI控制的控制性能,仿真与实验结果表明,在优化控制策略下,伺服系统的电流控制性能变好,抗扰性能增强,伺服跟踪性能提高,验证了优化控制策略的有效性与可行性。