永磁同步电动机系统作为一种新型交流伺服系统较直流电动机伺服系统具有明显的优势,在很多场合已经替代了直流电动机成为伺服系统的主流。同时,随着微电子技术和电力电子技术的发展及新型控制方法的成熟,交流伺服控制系统从过去的模拟控制转向全数字控制。为了准确分析永磁同步电动机磁场定向控制系统的特性,并对控制器参数进行优化设计,本文首先推导了在线性假设条件下永磁同步电动机的数学模型和各环节传递函数。在此基础上研究了电子齿轮的原理和实现方法,重点分析了提高位置动态性能的复合控制技术,通过系统仿真和实验验证了理论分析的正确性。对引起电流畸变的各种因素进行深入分析,针对功率环节的非线性给出了一种基于脉冲的实时补偿方案。另外,针对应用较广的空间矢量脉宽调制进行了探讨,给出了基于TMS320LF2407A的实现方法。最后,基于Lattice公司ispLSI1032E和TI公司的TMS320LF2407A进行了系统的硬件电路和软件设计。在电流采样电路的设计中,为了克服A/D转换器的温漂问题,采用了新型电流传感器芯片,并利用DSP的高速处理功能,实现了电机相电流的检测。在课题的研究中,提出了一个行之有效的PMSM自起动方案,即利用电机自带的复合光电码盘,在初始化中加入初始位置判断程序,简单可靠地实现了自起动;采用ispLSI1032E设计了接口信号转换器,该环节用于处理上位位置脉冲指令,送给DSP作为位置给定;系统设计了较为完善的保护功能,保障系统安全可靠运行。另外,利用Matlab/Simulink对系统进行了仿真分析,给出了仿真结果;针对课题研究设计的交流伺服系统进行了实验研究,实验结果表明,该系统具有定位快、可靠性高和成本低等特点。