永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)是一种性能优良、应用前景广阔的电机,广泛地使用在如工业机器人、CNC数控机床等高性能运动控制领域。随着现代材料工艺、微电子技术以及现代控制理论的飞速发展,永磁同步电机的数量和应用范围正在呈现上升趋势。因此,研究高性能和高可靠性的伺服电机控制系统有着十分重要的意义。本文综述了正弦波永磁同步电机的各种控制方法,在此基础上本文采用基于id=0的电流矢量控制方法来设计伺服系统。该控制方法没有直轴电流,电机没有直轴电枢反应,不会使永磁体退磁,电机所有电流均用来产生电磁转矩,电流控制效率高。论文首先详细介绍了永磁同步电机的结构和数学模型,分析了坐标变换理论。然后,借助于Simulink搭建了永磁同步电机的模块化仿真模型。该模型采用空间电压矢量原理,利用双闭环结构,对电机转子的角位置和转速进行实时监测。理论分析和MATLAB仿真结果表明,所采用的矢量控制方法具有较强的抗扰动性、突变时间短,能够有效的抑制各种抖动。其次,研究了基于dsPIC30F4011芯片的控制系统的软、硬件结构和主要功能模块的原理及其实现方法。硬件部分包括核心电路的设计,以及外围硬件保护电路、电流反馈电路、模拟给定电路等辅助模块的设计。软件部分采用汇编语言和C语言编写,实现了基于id=0的电流矢量控制算法。控制系统仍然采用双闭环控制,分别控制电机的转速和电流。本文详细讨论了软件的各个功能模块,如数字PI调节器、空间电压矢量调制、坐标变换、PWM周期设定和转速计算等,最后总结了各个模块,理清了它们之间的相互关系,给出了系统和中断服务子程序的流程图。最后,在MPLAB集成开发环境下对程序进行调试,并对控制系统进行了实验,实验结果验证了方案的可行性。