当给定量的值改变时，随动控制系统能够快速且精确地改变其输出值，以适应变化，该系统也是自动控制系统中的一类。当伺服系统工作时，该系统从上位机接收传送来的控制信号，通过驱动装置使所需的输出值按照给定的命令信号变化。为了保证动作的快速性和精确性，这就需要速度和位置监测系统具有较高的性能[5]。

永磁同步电动机控制系统主要是由：主控制机构、被控永磁同步电机和测试反馈等部分，结构较为简单且采用闭环结构组成的。

控制器能够控制电动机使得电动机的转速与给定值相同。将设定的转速信号与电机的转速反馈信号相比较，得到转速差，该转速差产生对电动机的控制信号来达到电动机转速跟踪效果。

伺服电动机是组成控制系统的最基本部分，在受到驱动信号的作用后，电机会带动被控对象达到设定状态，因此伺服电动机一定要有定位准确、响应速度快等特点。

测量反馈结构在控制系统中具有十分重要的作用，在转子位置检测与反馈、转速检测与反馈和定子电流检测与反馈中使用。位置检测装置使用光电编码器，而电流检测结构一般选择霍尔电流传感器。

永磁同步电机的控制策略主要有：矢量控制、变压变频控制（VVVF）和直接转矩控制三种[6]。变压变频控制主要控制电机定子电压幅值和频率，为了使定子磁通保持恒值，当电机转速变化时，需要改变电压幅值，再通过调制算法计算出功率开关器件的通断时间，通过逆变器产生同样的电压施加到电机定子上，从而实现变压变频控制。VVVF控制属于开环控制，结构比较简单，但是无法消除干扰所带来的偏差，使得在速度较高或重载时，可能会造成电机失步的问题。文献综述

与变压变频控制相比，矢量控制不仅能够控制交流电机的定子电压幅值和频率，还可以控制定子电压的相位，使得矢量控制系统具有良好的转矩效应。

直接转矩控制是直接把转矩作为被控量，运用空间矢量的原理，直接控制电磁转矩和定子磁链。与矢量控制采用坐标变换相比，此控制方式直接计算磁链和转矩的大小，简化计算。

1。3 永磁同步电机发展历史

1。4 永磁同步电机发展趋势

2 永磁同步电机数学模型和矢量控制原理

2。1永磁同步电机的分类与结构

PMSM的定子结构为：做支撑的铁芯、abc三相绕组。定子的三相绕组有形（三角形）与Y形（星形）连接（Y形更常用）。与传统电动机相比，PMSM并没有使用励磁绕组来进行励磁而是采用了永磁体结构，简化结构，不需要励磁线圈、机械换向器和电刷。另外，永磁同步电机还装有位置检测装置，通过此装置产生的基础观测量来获得控制信号，从而来控制电动机。由于铁磁材料和永磁材料磁阻不同，所以气隙磁阻在电动机内的分布不均匀。一般来说，永磁同步电动机d轴磁阻大于q轴磁阻[10]。来:自[优E尔L论W文W网www.youerw.com +QQ752018766-

永磁同步电机的转子结构多种多样，根据转子上的永磁体的安装位置可以分为表贴式永磁同步电机(SPMSM)、内置式永磁同步电机(IPMSM)两种形式[11]。具体转子模型如图2。1所示。SPMSM是在转子铁芯表面上安装永磁体，其交直轴电感相同，即，表现出隐极性质，所以其磁阻转矩较小。但是这种电机里的气隙范围较大，且存在涡流损耗，会大大降低电机的效率。IPMSM永磁体位于转子内部，此类电机转子磁路不对称，因此，所以相对于SPMSM要多出部分磁阻转矩，对其进行弱磁控制也更为容易。另外，因为IPMSM的永磁体在铁芯内侧，所以这类永磁同步电机的转子结构更为坚固，且更适用于需要高速运行的场合。