随着电机数字控制系统的不断发展,针对系统内部的数字信号处理需求也在逐渐增强。无论是控制指令给定预处理、反馈信号检测等实时控制环节,还是状态观测、故障诊断等系统分析都需要有效的数字信号。在当前大多数伺服电机控制系统的数字信号处理中,谐波辨识依靠离线方式,谐波抑制精度不高且运算较慢等问题依然存在。这既限制数字信号处理的应用,也无法满足伺服系统控制的高性能需求。本文以交流伺服电机为平台,研究数字信号处理的应用技术。通过采用实时快速傅里叶变换完成谐波辨识,设计高阶滤波器抑制谐波,提高系统的稳定性,同时在线抽取实时信号分量为系统分析提供有效数据。首先,介绍了伺服电机系统的控制结构,分析了数字化伺服系统对信号处理的需求。一方面,考虑到谐波干扰对电机运行的影响,针对谐波信号的检测与抑制手段对于系统的稳定与精度至关重要;另一方面,系统实际运行中往往需要对系统状态进行检测和评估,这也需要对系统中的各类数字信号进行提取、转换以及分析等处理操作。因此,从谐波辨识、谐波抑制、信号提取等方面综合分析了数字信号处理技术在伺服系统中的高精度设计与数字化硬件实现方法。其次,根据伺服系统对信号分析的需求,介绍了快速傅里叶变换的理论以及设计方法;对常用滤波器函数进行比较,结合伺服系统的特性,得到了简单的谐波抑制设计方案;最后介绍了使用模拟低通滤波器直接转换为各类数字滤波器的方法,并使用各类数字滤波器实现信号提取功能。通过基于MATLAB和Modelsim的仿真实验对比验证了设计方法的可行性。最后,搭建实验物理平台,伺服系统采用DSP与FPGA主从控制结构,应用FPGA硬件实现本文设计的数字信号处理功能,在不同的工况下对设计方案进行验证。实验结果表明,所构建的数字信号处理功能满足伺服系统的需求,提高了伺服系统的性能。