随着电力电子技术、微型计算机技术、稀土永磁材料以及控制理论的飞速发展,永磁同步电机在中低容量的运动控制系统中得到了广泛的应用。然而,由于永磁同步伺服系统受电机参数变化、外部负载扰动、传感器噪声等因素的影响,要获得高性能、低成本的永磁同步伺服系统,必须研究先进的控制策略与控制手段,来提高系统的指令跟踪性能和抑制干扰性能。本文的主要工作就是围绕高性能、低成本的永磁同步电机伺服系统的研究而展开的。论文首先建立了永磁同步电机在d-q坐标系中的数学模型,然后分析了永磁同步电机的矢量控制策略,确定选用i d=0的转子磁场定向矢量控制方法。根据自动控制理论,详细分析了永磁同步电机伺服系统各组成部分的构成与数学模型,按照自动控制系统调节器的工程设计方法,对系统的电流环及速度环进行设计。为了使系统具有快速的动态响应,提高抑制干扰能力,并且能够有效抑制传感器噪声等特性,本文将状态观测器引入到控制系统中,分别建立了电流环状态观测器与速度环状态观测器,对反馈电流、位置、速度以及负载转矩等进行预测估计。在此基础上,论文利用matlab仿真软件对整个系统进行了仿真设计,在仿真设计中详细的分析了系统动态性能和系统调节器及观测器参数之间的关系,以及调节器和观测器参数对传感器噪声的影响,并讨论了系统控制的应对措施。课题最后通过试验,将使用数字低通滤波器处理反馈信号的系统与使用状态观测器预估反馈状态的系统做了性能测试比较。试验结果表明使用状态观测器的系统在跟踪与抗扰以及抑制噪声方面具有更好的效果。