伺服控制系统在工业控制和家用电气等领域的应用越来越广泛,人们对伺服控制产品的性能、功能及性价比要求也越来越高。以数字信号处理技术为基础、以永磁同步电机为执行电机、采用高性能控制策略的全数字化永磁同步交流伺服控制系统必将成为伺服控制系统发展的趋势。本文首先分析了永磁同步电机矢量控制原理和特点,选取了基于i_d=0的转子磁场定向控制方式,确立了基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)的双闭环矢量控制系统实施方案,并在Matlab/Simulink中建立了永磁同步电机矢量控制系统的仿真模型。在分析了永磁同步电机的数学模型后,针对矢量控制系统在低速下由于在单位时间中编码器反馈脉冲信号的很少导致低速下系统稳定性降低的情况,本文设计了一种有位置反馈的卡尔曼速度观测器和转矩观测器,仿真结果显示此策略的可行性,极大的改善了矢量控制系统的低速性能。与此同时,在无位置反馈情况下,本文设计了无位置卡尔曼观测器,建立了其仿真模型,实现对于永磁同步电机的无位置传感器的稳定运行,其有效性也在仿真中得到验证。结合上述研究,本文以Freescale公司DSP56F8357为硬件核心,在Codewarrior集成开发环境中完成了基于有位置卡尔曼滤波器的矢量控制系统的软件设计,构建了实际电机控制的实验平台。通过PC Master对电机运行状态进行观测,实验结果证明了有位置反馈卡尔曼滤波器的有效性和实用性。