数控转台伺服系统作为数控机床的主要功能部件,在机械加工制造中起着极其重要的作用,数控转台伺服系统的定位精度,速度精度和速度平稳性是高档数控机床的重要指标。对于高精度的机械加工,要求转台具有稳定的最低速度以及低速时高的工作精度。因此,转台伺服系统的低速问题则成为研究高精度加工制造的重要课题之一。转台伺服系统低速工作精度主要受到以摩擦力矩、电机波动力矩为主的扰动力矩的影响,而摩擦力矩、电机波动力矩的减小又受到转台制造工艺水平的限制,所以,转台伺服系统的低速特性以及抖动补偿研究,对研制高精度数控机床,具有相当重要的意义。本文以自行研制的RTD-500精密数控转台为研究对象,针对伺服系统低速工作时影响其精度的非线性摩擦力矩、电机波动力矩,从理论上进行了分析低速转矩脉动的因素和讨论了低速转矩脉动的补偿方法。由于RTD-500转台电机属于永磁同步电机范畴,其原理和控制方法与一般永磁同步电动机没有本质差异,所以本文首先对永磁同步电动机矢量控制原理进行了阐述,分析了磁场定向矢量控制的工作原理及控制方法,并对转台电机伺服系统进行了数学建模。其次,对转台伺服系统低速特性进行了分析,从理论上讨论了影响转台伺服系统低速性能的主要因素,并对影响低速特性能的主要因素--摩擦干扰力矩和电机波动力矩进行了的定性分析,在此基础上,提出了采用扰动观测器的控制方法来抑制摩擦力和电机齿槽波动力对转台伺服系统低速性能的影响,并进行了仿真研究,验证了采用扰动观测器补偿方法的有效性。为了验证扰动观测器在低速下对干扰力矩的抑制效果,设计了基于TMS320F2407A的转台伺服系统的软硬件解决方案。硬件包括功率主回路的设计、电压电流检测电路的设计、位置速度检测电路的设计、控制驱动电路的设计以及保护电路的设计,软件包括电流采样、坐标变换、数字PID等。最后,在搭建的硬件平台基础上,进行了转台系统的低速实验研究,实验结果表明扰动观测器的补偿方法能够提高了系统的低速平稳性,有效抑制了摩擦力矩和电机齿槽波动力矩。