永磁同步电机(PMSM)因其结构简单、工作效率高、适用范围广、运行平稳等优势,已经成为位置伺服系统主流之选。普遍使用的双闭环伺服系统在定位过程中,其速度往往无法掌控。这会影响伺服系统的控制精度,同时也会给系统带来安全隐患。为解决这种问题,本文将三闭环控制应用于位置伺服系统。在实际应用中,采用传统控制方式的伺服系统,其位置跟踪速度和跟踪精度往往达不到较高的要求。许多不确定的系统内部和外部的参数变化将会影响伺服系统的性能,使其抗扰动能力较弱。这使得伺服系统的控制性能受到了很大的限制。因此,能够快速有效地抑制各种未知扰动,并提高伺服系统位置跟踪的快速性和准确性,最终制造出先进的高性能伺服系统意义重大。文章的开始部分推导了永磁同步电机数学模型,然后分析了系统的矢量控制过程。通过对传统PI控制位置伺服系统进行仿真分析,得知传统PI控制其快速性和无超调性之间存在矛盾,且对系统内外参数变化的抗扰动能力差。在伺服系统定位精度和跟踪速度方面,PI的表现也不是很理想。针对系统PI算法的局限性,本设计将自抗扰控制(ADRC)应用于伺服系统中。其次,研究了 ADRC在PMSM双闭环调速系统中的应用,完成了基于一阶自抗扰控制器的速度环设计。考虑到系统内外参数变化时,自抗扰控制器对系统模型的估计负担过大,采用模型补偿的方法对控制器进行优化。相比于PI控制,采用模型补偿法和自抗扰控制相结合的控制策略,其结果有效减少了调速系统的转速响应时间和跟踪误差,同时提高了系统对内外干扰的抵抗能力。文中最后将位置环自抗扰控制器添加于调速系统的模型上,从而构建成为完整的PMSM三闭环位置伺服系统。之后基于该伺服系统做了详细的仿真实验。仿真结果显示与传统PID控制方式相比,采用本控制策略的伺服系统对待内外扰动表现出较强的稳定性,同时有更优的瞬态响应特性和定位精度。这为先进的高精度伺服系统的生产制造提供了一定的理论基础。