摘要： 在如今的制造业中，高速度，高精度的直线运动，应用于激光切割、精密车床和加工中心等众多场合。滚珠丝杆，因为具有传动精度高、效率高和使用寿命长等优点，成为使用最广泛的结构形式。同时，相较于直线电机，使用旋转电动机和滚珠丝杆来获得线性运动的电动机驱动系统，具有低成本和结构简单的特征。另外，凭借效率高、体积小、结构简单和便于维护等特殊优势，广泛应用于越来越多的领域。

随着微电子技术，计算机技术和现代控制理论等技术理论的发展，伺服控制系统在家电，工控等领域，广泛应用。在性能和成本方面，市场对伺服控制产品提出了更高的要求。因此，以数字信号处理技术为理论基础，以作为执行电动机，采用高性能的控制策略，如等，全数字永磁同步交流伺服控制系统成为一种发展趋势。

本文以丝杆电机的交流伺服系统为研究对象，采用为动力来驱动由丝杆滑台模组运动的电机拖动系统，设计可以实现位置跟踪控制的位置伺服系统。首先，建立永磁同步电机的数学模型，并采用矢量控制理论中“”控制策略对电动机模型进行解耦和线性化。在此基础上，设计出具有由电流环、速度环和位置环组成的三环伺服控制系统。然后根据控制理论分析、设计和优化各个环节的参数，并在/中对三环控制系统进行参数整定和动态仿真，通过仿真分析验证整个控制系统设计的合理性，凭借搭建出的以为核心的实验平台进行实验，验证本课题设计的控制系统方案的可行性。

关键词：丝杆电机，永磁同步电机，丝杆滑台模组，，

目  录

摘  要

Abstract

1-绪论-1

1.1-课题背景及研究意义-1

1.2-课题的国内外研究现状-1

1.3-论文主要内容-2

2-永磁同步电机的矢量控制-4

2.1-永磁同步电机-4

2.2-建立PMSM的数学模型-5

2.2.1-坐标变换-5

2.2.2-数学模型-6

2.3-磁场定向控制-9

2.4-空间矢量脉冲宽度调制-9

2.4.1-矢量表示及合成原理-9

2.4.2-SVPWM算法的实现-12

3-永磁同步电机的PID控制-17

3.1-三环控制系统-17

3.1.1-电流环-18

3.1.2-速度环-19

3.1.3-位置环-20

3.2-仿真分析-21

4-丝杆电机的实验验证-23

4.1-丝杆滑台模组-23

4.2-实验验证-24

4.2.1-阶跃信号-25

4.2.2-方波信号-26

5-总结与展望-28

5.1-总结-28

5.2-展望-28

致谢-30

参考文献-31