永磁交流伺服系统广泛应用于消费品市场和工业现场中,而对于如家电、工业植针机等成本要求较高的产品,迫切需要开发高性能价格比的伺服系统。本课题来源于“植针机自动化改造”项目。本文首先分析了原植针机系统结构及原理。根据“安全、可靠、简便、先进”的设计原则,结合植针机自身特点设计了整个系统自动化控制方案。主要完成了:1)传动机构,定位机构的机械设计;2)基于植针机快速进给、精度较高的性能要求,选用台达ASDA-A系列750W伺服电机建立植针机伺服控制系统,基于台达DVP-SV型PLC实现系统功能。然后,本文推导了永磁同步电动机相关公式,建立了数学模型。在MATLAB/Simulink中建立了基于矢量控制的交流伺服系统电流环、速度环、位置环三环模型,采用工程整定方法整定了台达750W伺服驱动器PID参数,然后对系统性能进行分析。运行结果显示,本方法整定的参数基本满足系统需求,但存在速度超调量大,响应时间较长等不足。接着,本文对二次型最优化准则的三种类型的特点及其对控制系统的影响进行了分析,并基于二次型最优化准则对本项目的交流伺服系统进行优化。分析结果表明ITSE准则最不受限于优化初值的选择,并能得到较好的系统性能,最适于作为本系统优化准则。最后,本文提出了基于相位裕度的PID最优化参数整定方法。根据相位裕度概念推导出参数整定公式,并以此为约束应用两次寻优的方法整定PID参数,优化准则选用ITSE。并将该方法在交流伺服系统中进行应用研究。