在电动机高精度调速领域，锁相伺服技术是应用得比较广泛的一种方案。它的具体实现方法分别有基于DSP的软件锁相环法、基于FPGA的数字锁相环法和锁相环专用芯片法三种。其中锁相环专用芯片法由于使用简单，不需要专门的锁相环知识，因此应用得最广泛，但是使用专用芯片有很多问题，配置不够灵活。而用FPGA实现锁相环控制，不仅解决了专用芯片配置不灵活的问题，而且比软件锁相环运算速度更快，使用FPGA还能减小外围电路的复杂程度，提高系统的抗干扰能力。因此本文对基于FPGA的全数字锁相环电机调速系统进行了探究，并提出了一种全新的全数字锁相环电机调速方案。首先，对锁相环基本结构和工作原理进行了详细的介绍，然后介绍了锁相环在电机调速中的应用，分析了锁相环电机调速系统中的一些问题和技术难题。其次，针对锁相环电机调速系统的要求，提出了系统的整体设计方案，按照方案设计了硬件部分和软件部分，其中硬件部分包括FPGA+DSP控制板卡和电机H桥驱动电路，软件部分为FPGA程序模块，包括改进鉴频鉴相器、FIR环路滤波器、自适应PI控制器以及PWM生成模块。再次，对电机及驱动和FPGA中各锁相环模块建立了数学模型，按照建立的数学模型对系统控制器的参数进行了设计求解，分析了饱和特性和量化效应对系统的响应状态的影响，并分析了自适应控制器加快系统响应速度的作用。最后，在设计的实验平台上，对锁相环调速系统进行了实验，验证了设计的改进鉴频鉴相器、FIR波器、自适应PI控制器和PWM生成模块的功能，并测试了在不同输入信号下系统的控制表现。