交流伺服电机具有结构单一、工作效率高、功率密度高、转动惯量小、超强过载， 运行可靠，便于携带等特点，其凭借调速性能上的优势，突破了之前因为换向器和电 刷引起的局限性。交流伺服电机在控制方式上容易操作，无需考虑励磁损耗等影响因 素，因而在高性能、严标准伺服驱动等领域拥有巨大的市场。

交流伺服系统同交流伺服电动机的发展密不可分。伺服系统在发展历程中，经历了 直流到交流、步进电机伺服系统到同步电机伺服系统的阶段。逐渐自动化和多功能化 的工业生产方式，要求现代伺服系统必须以“高性能，智能化，全数字化”作为发展 目标。交流伺服系统性能优劣的核心取决于伺服系统的控制技术。在伺服控制系统中， 位置控制的基础是速度控制，反馈电流出现的不稳定性主要的原因是速度检测精度的 限制。因此，速度控制是交流伺服系统的核心所在。

凭借交流伺服电机的优势，交流伺服电机速度控制系统广泛应用在数控机床，家 用电器，机器人以及航天航空等领域。基于交流伺服电机伺服控制系统的数字化，易 实现高精度控制策略和先进的控制算法，使得全数字化的伺服系统越来越有前途。通 过本次毕业设计，可以有效的培养分析和解决实际问题的综合能力，可以深入了解交 流伺服电机速度控制系统的相关特性，并且能够掌握交流伺服电机工作原理，详细研 究交流伺服系统速度控制方式，对未来交流伺服电机的发展有着不可估量的重要意 义。

1。2 国内外研究进展和趋势

1。3 常用的速度控制方法

在交流伺服控制系统中，速度控制不仅是一个关键环节，而且是整个交流伺服控 制系统的核心。首先交流伺服系统的基本要求：

（1）当发出伺服指令，系统能立刻做出相应的反应；论文网

（2）无论外界出现任何干扰以及负载发生变化，交流伺服系统仍保持固有的稳 定性。

速度控制中，发展时间最久远的是控制，控制的优点在于具有简单的算法过程、 良好的静态性，但基于控制对于负载变化的抗干扰能力弱同时受系统参数变化影响 大，因此并不能体现出控制的特点。在实际交流伺服控制的操作中，为了提高系统的 控制性能，需要采用实时对参数进行判定的方式，因而各控制环节都釆用闭环控制。 在交流伺服系统速度控制中，伺服系统控制性能的优劣由反馈环节精度的高低程度而 决定，在速度控制中需要对电机实际速度进行实时检测。因此，为提高交流伺服系统 的稳定性和抗干扰性，速度控制方法是必不可少的。

在交流伺服控制系统中，应用最多的交流电机转速检测法是 M/T 法，在采样时间间 隔内，该方法不仅能检测编码器输出的脉冲个数，同时更能检测高频脉冲的个数，在 高速时，相当于 M 法测速；在低速时，相当于 T 法测速。因此，速度测量范围广，测

量精度高是 M/T 法的两大优势。但是在低速运行情况下，随着转速降低，首尾两个非 完整周期脉冲信号的丢失将使速度测量精度大幅下降，因而该方法在低速下很难获得 理想的速度检测精度。

为消除非完整周期脉冲信号的丢失对交流伺服系统速度检测精度的影响，设计了 一种扩展的 M/T 法速度检测方法。该方法将 ARM 与 FPGA 联合起来，同时检测采样时 间内完整脉冲的个数和非完整周期脉冲信号的长度。通过实验验证，该方法的速度检 测精度（尤其是低速时）明显优于传统方法。

显然，M/T 法也有它的局限。当系统处于超低速运行时，出现速度采样的间隔时间远 小于脉冲信号的间隔时间时，M/T 法无法检测完成周期且必须经历漫长的检测时间， 同时交流伺服电机的转速快慢将决定检测延迟的时间，因此该方法无法实现交流伺服 控制系统快速动态响应的要求。