工业机器人以其高集成度被广泛应用于生产制造的各个领域。电机伺服系统是工业机器人最核心的部件之一,单台工业机器人上既必须集成多个电机伺服系统,以实现各关节运动需求,因此其伴随着工业机器人的发展有着不可忽视的市场价值。在实际使用过程中,工业机器人要求伺服驱动电机具有良好的动态性能、较强的抗干扰能力以及宽调速范围能力。然而,电机伺服系统在运行的过程中往往存在由于电机齿间气隙变化、外部摩擦干扰等所引发的的扰动转矩,在电机运行于低速时对电机的平稳运行造成极大破坏,使电机速度波动极大。此外,交流永磁同步电机绕组电枢反电动势随着转速的提高而提高,当电机反电动势随转速的升高上升至直流逆变器所能提供的最大电压时,电机电枢电压达到饱和,电机转速则无法继续提升,此时如不采用特殊的控制方法将无法满足机器人对电机的宽调速范围要求。本文首先对交流永磁同步电机矢量控制进行分析,对电机控制系统进行建模,推导了矢量控制下电压方程及转矩方程,重点推导了SVPWM调制算法,针对其相邻两基本电压矢量导通时间之和超出PWM控制周期的情况通过插入空向量的形式使系统重新按照七段式调制进行,避免了多个开关动作的情况,减小了逆变器出现过流的情况。其次,通过对电机于低速区出现的扰动转矩进行分析,设计最小维扰动观测器算法对电机的扰动转矩进行观测,并利用观测转矩对控制系统进行前馈补偿,以此提高电机于低速运行时的稳态性能及抗干扰能力。设置了补偿系数控制扰动观测器补偿量,减小了扰动观测器调节过程中出现的超调。随后,对交流永磁同步电机弱磁控制原理进行分析,从电机稳态的角度分析了弱磁控制过程中稳态电流运动轨迹,以此设计了超前角弱磁控制算法,并对其电流运动轨迹及控制性能进行分析。随后从电压的角度对电机弱磁控制瞬时调整过程进行分析,针对所使用的表面式交流永磁同步电机提出了一种改进的单轴弱磁控制算法,解决了超前角弱磁控制存在的控制滞后、电流波动剧烈等问题。最后,本文设计了电机驱动硬件电路,使驱动电路更适应于高速控制的场合。设计驱动器控制整体软件结构,并针对电机控制过程中出现的故障设计了报警中断程序,避免控制不当引发的器件破坏。最终,设计了SCARA机器人伺服驱动平台,通过SCARA机器人实际使用测试验证了本文所设计的算法及硬件电路的实际使用性能。