随着工业化水平的不断提高,伺服系统在工业生产中也发挥着越来越重要的作用。永磁同步电机(PMSM)具有高功率密度、高效率、体积小、重量轻和结构简单等优点,以永磁同步电机作为执行电机,采用高性能控制策略的全数字化交流永磁伺服系统是当前电气传动领域的研究热点。因此,对交流伺服系统及其控制算法的开发研究具有重要的现实意义。本文首先介绍了永磁同步电机的数学模型,推导并分析了各种坐标系下的永磁同步电机数学模型。在坐标变换的基础上,分析了矢量控制技术的原理,对不同的几种电流控制方法作介绍,选取了id=0的控制方法。同时,为了提高直流母线电压的利用率,本文采用SVPWM的方式来进行电压调制,并对其具体的实现方法进行研究。其次,基于TI公司的TMS320F28335搭建了实验平台,对系统的软硬件部分进行设计。给出了包括电机控制系统硬件主回路、信号采样电路、供电电源电路等在内的硬件电路设计方案。另外,对系统的软件部分进行设计,介绍了控制系统中主程序和中断子程序的具体设计方法。最后,对永磁同步电机的电流环和速度环的控制方法进行了研究。为提高电流环动态响应性能,电流环采用电流预测控制的方法实现。针对传统电流预测控制中系统参数失配以及模型不确定性带来的电流扰动问题,建立了包含交直轴电流和内外扰动量的扩张状态观测器数学模型,通过交直轴电流观测值对预测控制中的参考电流进行修正,用观测获得的控制系统扰动量对电机的参考电压进行补偿,有效减小了系统的电流环扰动。速度环采用模糊PID的控制方式来实现,将PID与模糊控制相结合,以速度环中的速度误差及其导数为输入量,利用模糊推理决策对PID控制参数进行在线自调整,结合反计算方法构造了Anti-Windup的速度环模糊PID控制器。最后,在实验平台上进行实验研究,证明了所提算法的有效性。