为抑制惯量扰动对高性能伺服驱动系统性能的影响,系统应具有惯量辨识和控制器参数自整定的功能,而精准、快速地辨识出系统实时转动惯量值是其首要解决的关键技术。本文针对永磁同步电机(PMSM)交流伺服系统惯量辨识展开了研究。首先,分析了表面式PMSM的数学模型,在此基础上阐述了系统的矢量控制理论,并确定了id=0的电流控制方法,得到系统的控制框图,建立了PMSM交流伺服系统的MATLAB/Simulink环境下的仿真模型。其次,简要介绍了几种离线式惯量辨识方法,着重对两种在线式实时估计方法：参数估计梯度算法和Landau离散时间递推参数辨识算法的辨识原理进行了研究,推导出PMSM的惯量辨识公式,并介绍了一种基于极点配置法的参数自整定方法。接着在伺服系统的MATLAB模型中分别加入了两种辨识方法,进行了系统定惯量、变惯量的仿真研究,通过仿真验证了两种算法的正确性,并讨论了辨识参数对辨识性能的影响。然后在以Freescale公司的高性能DSP芯片MC56F8346为核心的PMSM伺服系统硬件平台上,完成了系统的软件设计及调试。并在此基础上编写了梯度和Landau算法的辨识程序,分别进行定惯量、变惯量及参数自整定的实验研究。实验表明,梯度和Landau算法用于PMSM伺服系统的惯量实时辨识是有效的；且速度给定周期越短、转速变化范围越大惯量辨识的实时性越好；梯度算法的辨识精度较Landau算法高,但Landau算法的辨识收敛时间较梯度算法短,两种适合不同场合；采用基于梯度算法惯量辨识的自适应控制使系统的速度动态性能、惯量辨识性能均得到明显改善,提高了系统的鲁棒性。最后,通过对本文的仿真和实验结果进行对比分析,得到了影响PMSM惯量辨识性能的硬件因素,提出了系统的改进设计方案,并对新方案进行了详细的说明。