永磁同步电机(PMSM)伺服系统因其结构简单、维护成本低和速度响应快等优点,广泛应用于工业领域。随着科技的进步,各应用领域对伺服系统性能提出了更高的要求。然而,PMSM中存在力矩波动干扰,降低了系统速度平滑性和位置跟踪性能。因此,利用现代控制算法,设计力矩波动干扰补偿控制器,提高伺服系统的动态性能,具有重要的理论意义和应用价值。本文以PMSM位置伺服系统为研究对象,考虑到周期运行任务下,给定信号和力矩波动干扰共有的周期特性,结合滑模控制(SMC)、模型参考自适应控制(MRAC)及周期自适应学习控制(PALC),设计了滑模周期自适应学习补偿控制器(SMC-MRAC-PALC),有效消除了力矩波动对伺服系统性能的影响。具体内容如下:首先,根据PMSM的控制特性,建立了力矩波动干扰下的PMSM位置伺服系统数学模型。通过分析力矩波动的产生机理,利用快速傅里叶变换(FFT)得到了主导谐波频率,建立了力矩波动主导谐波模型。其次,为消除力矩波动干扰对伺服系统的影响,基于力矩波动主导谐波模型,设计了模型参考自适应-周期自适应学习补偿控制器(MRAC-PALC),并利用李雅普诺夫理论证明了闭环系统的稳定性。考虑到伺服系统在高速及低速运行条件下输出力矩波动干扰的不同,分别完成了高速及低速运行情况下的MRAC-PALC控制器、MRAC控制器以及传统PD控制器的对比仿真。仿真结果表明MRAC-PALC控制器能够有效补偿力矩波动干扰,提高了伺服系统位置跟踪性能。然后,为提高系统鲁棒性,在MRAC-PALC控制器的基础上,引入自适应PID滑模控制,设计了SMC-MRAC-PALC补偿控制器,并利用粒子群算法(PSO)离线整定了控制器参数。通过在高速及低速运行条件下,与MRAC-PALC控制器的仿真对比,验证了SMC-MRAC-PALC控制器具有更好的抗扰动性。最后,本文利用PMSM位置伺服系统实验平台,对比了在SMC-MRAC-PALC控制器、MRAC控制器和PD控制器下的系统性能,进一步验证了所提出滑模周期自适应学习补偿控制器的有效性和优越性。