永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Machine,简称PMSM)具有功率因数高、效率高、结构简单、价格合适等优点,广泛应用于数控机床领域,但PMSM也是一个非线性、参数摄动、强耦合的多变量系统,对控制算法要求较高。然而,现代控制算法的控制性能往往过多依赖于精确的数学模型,经典控制算法又难以获得很高的伺服性能。作为一种新型的非线性控制器,自抗扰控制技术(Active Disturbance Rejection Control,简称ADRC)既综合了经典PID控制器的优点,又融入了现代控制理论的设计方法。本文针对PMSM矢量控制系统的抗扰性能和控制精度问题,将ADRC应用于永磁同步电机伺服控制系统,有效地提高了伺服系统性能。本文首先基于矢量坐标变换与电压空间矢量的定义,建立了永磁同步电机在三相静止坐标系、两相静止坐标系和两相旋转坐标系下的数学模型。在磁场定向控制策略下,以id=0作为转矩电流和励磁电流的控制方式,搭建了速度、电流双闭环PMSM矢量控制系统仿真模型,为ADRC控制器与PI控制器提供仿真平台。然后,引出ADRC技术,以克服PID控制中快速性与超调量之间的矛盾,解决抗扰能力不足和控制精度不高这些问题。通过介绍ADRC控制器的组成结构和工作原理以及理论分析与仿真佐证,从理论的角度说明了ADRC可以提高PMSM控制系统性能的可行性,为后面的计算机仿真打下基础。此后,为验证ADRC控制系统无超调控制、抗扰能力强和控制精度高的特征,本文在MATLABSimulink环境下将ADRC和PI控制器分别应用于PMSM交流调速系统,并进行了空载启动,带载启动,突然加、减常值负载,加减速、正反转和突加随机负载扰动的实验。仿真结果表明：在ADRC控制系统中,扩张状态观测器起到了准确观测系统扰动的作用,并通过扰动补偿环节有效减小了扰动对系统的影响。与PI控制系统相比,基于ADRC算法的PMSM调速系统的速度响应不仅具有更佳的抗扰性能和更高的控制精度,而且在无超调的前提下实现了快速响应。最后,在完成理论研究和仿真验证基础上,本文构建了一个基于TMS320F28335的高性能永磁同步电机交流伺服系统实验平台。详细阐述了系统中各部分的软、硬件设计,并在不同实验条件下进行了深入分析与比较。本文的研究证实了在PMSM调速系统中,ADRC控制器不仅可以直接替代PI控制器,而且能够取得更优的控制性能,为进一步将ADRC算法应用于实际工程打下了坚实基础。