随着微处理器和电力电子技术的发展,以模拟器件为主的伺服控制单元正在被带有高计算性能的单片机、DSP等芯片的数字控制伺服系统代替。伺服系统应用更先进的功率器件增强了系统的可靠性和性能。同时,矢量控制与直接转矩控制的提出与发展,使交流电机的控制更加简单,促进了交流电机控制技术上升到新高度,交流电机伺服系统在生活和工业领域得到广泛应用。为实现电机伺服系统在带有不确定性和约束条件下的有效控制,本论文致力于混合动态控制技术的研究。混合动态控制技术把离散事件逻辑与连续变量控制结合在一起,通过事件处理和控制律调度,可以突破常规的连续变量动态控制技术的性能局限性,实现高性能控制。论文首先研究了显式模型预测控制,它属于切换型混合动态控制方案。该控制算法离线计算各个状态区域的控制律,然后将状态区域和对应的控制律以矩阵的方式存储起来。在线计算只需要针对系统状态所属的区域调用相应的控制律,随着状态的改变控制律之间根据规则实时切换。这种方法减少了在线计算时间,提高了计算速度。但是,离线计算需要一个准确的系统模型,来获得精确的计算结果。如果存在模型失配的情况,在实际应用中的效果可能出现偏差。其次,论文研究了时间最优模型预测控制,它是一个两层的最优控制方案,属于层次结构型的混合动态控制方案。第一层是传统的模型预测控制问题,第二层确保第一层的预测域值最小,也就是每个采样时间内调节时间最小。传统的模型预测控制问题可以利用在线有效集原理快速求解。由于第一层优先求解,所以如果第二层已经得到最优解,那么第一层必定会有最优解,从而确保了控制方案的可行性。在论文中,根据永磁同步电机在dq坐标系下的数学模型,采用直轴电流为0的矢量控制方式,得到位置伺服系统的二阶系统模型,分别使用上述两种混合动态控制方案,实现对电机位置的控制。在MATLAB进行了数字仿真研究。然后,以32位浮点芯片TMS320F28335DSP为核心,配合电机驱动电路、外围硬件电路,搭建永磁同步电机的控制实验平台,在CCS软件系统上编写控制算法,并在不同位置目标下验证了混合动态控制器的有效性。