电机直驱型伺服压力机作为一种先进成形设备,是综合机械制造技术、计算机控制技术与电机驱动控制技术的产品,也是锻压装备的重要发展方向。第一台伺服电机直驱的压力机直到20世纪末才出现,其主要原因是适用于该类型压力机的电机须具有大功率、低转速以及大扭矩的机械特性,且该类型电机的驱动控制技术复杂,直到20世纪80年代才得到突破,在我国该项技术水平相对落后。本研究课题来源于广东省重大科技专项“面向机械装备的大功率伺服系统关键共性技术及产业化”(项目编号:2008A090300008)。本论文研究适用于控制大功率、低转速以及大扭矩交流永磁同步电机的驱动控制系统,主要内容如下:1、分析了伺服压力机的国内外相关研究现状,指出限制我国电机直驱伺服压力机发展的一个重要瓶颈是大功率、低转速、大扭矩的电机以及其驱动控制技术缺乏;分析了相关电机及其驱动控制技术的研究现状,结合项目要求选择PMSM作为研究对象。2、分析了交流永磁同步电机的数学模型和空间矢量控制原理,推导了矢量控制中的矢量坐标变换原理,建立了基于d-q坐标系下的永磁同步电机的数学模型;最后建立和仿真了id = 0的PMSM控制系统数学模型,结果表明:采用id = 0控制方案适用于大功率、低转速电机驱动控制。3、设计了id = 0的PMSM矢量控制的电流环和速度环调节器。首先分析了驱动系统的各个环节,建立了各个环节的数学模型,采用工程设计方法设计了电流环、速度环的IP调节器;建立了速度环的滑模变结构控制器,并对二者进行仿真,结果表明:变结构控制具有较好的速度响应和鲁棒性。4、设计了基于CORDIC算法的正余弦高精度计算模块以及分析了CORDIC算法在矢量控制系统的应用。分析了FPGA在PMSM驱动控制系统中应用趋势以及CORDIC算法在矢量变换中的作用,阐述了CORDIC原理、CORDIC算法误差来源和解决方案、硬件实现的流水线结构等;编写了实现正余弦运算的CODRIC算法模块,并在QuartusⅡ器件测试平台上进行波形分析和测试,结果表明:采用CORDIC算法的正余弦的计算精度能满足PMSM驱动控制系统的要求。5、详细地设计了电机驱动控制系统的硬件和软件模块,建立了驱动系统的实验平台。采用分级调试思想,进行了永磁同步电机驱动控制系统的调试实验,实验表明:该电机驱动控制系统具有较好的控制特性,实现了对电机转速的迅速切换、正反转的控制。