随着机器人的广泛应用,人们希望它能在更多的场合代替人类完成多样的劳动,这要求机器人在与未知环境和人交互时保证安全性,为此学者和机器人生产商对轻型机械臂展开了研究。轻型机械臂关节通常由永磁同步电机(Permanent Magnetic Synchronous Machine,PMSM)提供动力,本文即针对PMSM的参数辨识及其伺服控制参数的整定进行了研究。本文首先对轻型机械臂的发展进行了简要介绍,然后说明了PMSM伺服控制常采用的位置-速度-电流三级闭环控制结构。为了实现良好的伺服控制性能,需要对控制参数进行整定,为此需要辨识PMSM的参数为其提供参考。基于转子磁场定向的矢量控制,使PMSM的伺服控制得以在dq旋转轴系下实现。本文结合矢量控制中常采用的SVPWM技术,分析了逆变器对控制电压造成损失的原理并建立了数学模型,用于提高参数辨识的准确性。本文采用以TMS320F2808为控制芯片的PMSM伺服系统实验平台,在进行参数辨识之前,使用万用表、LCR表、示波器等测量工具完成了待辨识参数的测量,用来衡量参数辨识结果的准确性。通过为各参数的辨识分别设计合理的激励信号,消除了逆变器对辨识结果的影响。在仿真和实验平台上成功完成了对永磁同步电机的R_s、L_q、L_d、ψ_f等参数的准确辨识,验证了辨识算法的有效性。完成参数辨识以后,依据典型系统的设计原理,依次对电流环、速度环和位置环的开环传递函数进行分析,得到了各闭环控制参数的理论整定公式。利用参数辨识的结果,计算得到各闭环控制参数的理论整定值,结合抗积分饱和算法和参数寻优方法,依次在实验平台上完成了电流环PI参数、速度环PI参数以及位置环PD参数的整定,验证了整定算法的有效性。最后,为了进一步提高PMSM的伺服性能,对于速度环的速度波动进行了分析,设计了全维PMSM状态观测器来解决这个问题,通过仿真验证其有效性。