永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有结构简单、性能可靠、响应速度快、控制精度高、效率高等优点,是一款常用于数控机床、机器人、航空航天等位置伺服控制领域的执行电机。随着以高端制造业为代表的工业应用不断深入以及人工智能、半导体材料等领域的飞速发展,人们希望永磁同步电机伺服控制系统的动态性能、稳态性能以及鲁棒性能够满足日益严苛的性能需求,性能相对落后的传统位置伺服控制方法难以胜任。本文研究的核心是旨在寻求某种位置闭环控制算法,在控制效果上优于传统控制方法;同时在算法的实现上力求可行,从而有利于向各类位置伺服控制推广,以适应《中国制造2025》为代表的新时代工业生产和发展的需求,因此在理论研究和工程实践方面均具有重要的意义。本文介绍了永磁同步电机的发展历史与研究现状、永磁同步电机的机械结构以及永磁同步电机的运行原理,并根据运行原理和基本电磁关系给出了电机的动态数学模型。针对传统位置闭环控制算法面对日益复杂的工况,在动态性能、稳态性能以及鲁棒性等方面存在改进提升的空间,因此本文在传统滑模控制算法中引入分数阶微积分,设计了分数阶滑模控制算法,将该算法应用于永磁同步电机位置伺服系统的位置环控制器,通过对分数阶滑模面的设计以及趋近律的选择,提升了系统的控制性能。针对系统运行过程中未知负载扰动对系统影响的问题,还构建了负载观测器对扰动进行前馈补偿,可以有效保证系统的位置跟踪精度,提高了系统的抗扰性。为验证本文提出的控制算法的有效性,首先在Matlab/Simulink环境下搭建了永磁同步电机位置控制系统仿真模型,进行了仿真并分析了仿真结果。同时还根据实验需求搭建了系统实验平台,利用此实验平台对控制算法进行实验验证并分析了实验结果。仿真结果和实验结果表明,本文提出的基于分数阶滑模控制算法运用在位置控制系统中时是有效的,并且其控制性能体现出了一定的优越性。