数控机床是发展高新技术产业和尖端工业的基础装备,进给伺服系统是数控机床的重要组成部分,其驱动器控制参数匹配的好坏,关系到数控机床的性能。因此,如何快速有效的进行参数匹配,一直是人们研究的热点。本文以“数控机床进给伺服系统PID(Proportion-Integral-Differential)参数自整定仿真研究”为主题,研究了永磁交流同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)的数学模型、矢量控制和磁场定向的基本原理,建立了数控机床进给伺服系统的数学模型和仿真模型;为了解决PID控制器参数自整定问题,本文深入研究了模糊和神经网络这两种智能控制理论,建立了模糊自整定和反向传播(Back-Propagation,简称BP)网络自整定PID控制器,并将其应用于数控机床进给伺服系统的控制仿真,仿真结果表明这两种控制器都能使系统具有很好的性能、很强的鲁棒性和抗干扰性能;由于模糊和神经网络控制器建立的理论不够完善,并且运算复杂、实现困难,本文继而研究了坐标轮换趋优理论,并结合性能指标函数误差绝对值与时间的乘积的积分(Integral of the Product of Error Absolute Value and Time,简称ITAE),设计了坐标轮换法自整定PID控制器,并将其成功地应用于数控机床进给伺服系统的控制仿真,实现了进给伺服系统PID控制器参数的自动整定。仿真结果表明,应用坐标轮换法优化PID控制器的参数,其初始PID参数值可以任意设定,优化后的PID参数均能使系统具有良好的性能。此方法具有很强的理论和应用价值。