引言

    永磁交流伺服技术是研制开发各种先进的机电一体化设备，如工业机器人、数控机床、加工中心等的关键性技术，目前高性能数控机床和工业机器人所采用的电机伺服系统仍然主要依靠进口，这种现状限制了我国高科技产业的发展。因此，通过借鉴国外研究工作的先进经验，从高起点出发，尽早研制出具有当今国际水平的高性能、实用化的交流伺服系统，对于促进我国航空、航天、国防及工业自动化等领域的发展，跟踪和赶上世界先进水平均有重要意义。

    随着电力电子学、微电子学、传感技术、永磁技术和控制理论的惊人发展，尤其是先进控制策略的成功应用，交流伺服系统的研究和应用，自上世纪80年代末以来的短短二十几年间，取得了举世瞩目的发展，已具备了宽调速范围、高稳速精度、快速动态响应及四象限运行等良好的技术性能，其动、静态特性已完全可与直流伺服系统相媲美，多年来的“交流伺服取代直流伺服”这一愿望正逐渐变为现实。可以预见，交流伺服系统的研究将继续成为电气传动领域的一个研究热点，并将带动相关产业的迅猛发展，因此有必要对交流伺服系统及其先进控制策略的发展有一个全面了解。本文正是基于此目的，对交流伺服系统及其控制策略进行了较为全面的综述和比较，力图反映其在近些年的最新研究进展。

    伺服系统发展阶段

    伺服系统的发展紧密地与伺服电动机的不同发展阶段相联系，伺服电动机至今已有五十多年的发展历史，经历了三个主要发展阶段：

    第一发展阶段（20世纪60年代以前），此阶段是以步进电动机驱动的液压伺服马达或以功率步进电机直接驱动为中心的时代，伺服系统的位置控制为开环系统。

    第二个发展阶段（20世纪60－70年代），这一阶段是直流伺服电动机的诞生和全盛发展的时代，由于直流电动机具有优良的调速性能，很多高性能驱动装置采用了直流电动机，伺服系统的位置控制也由开环系统发展成为闭环系统。

    第三个发展阶段（20世纪80年代至今），这一阶段是以机电一体化时代作为背景的，由于伺服电动机结构及其永磁材料、控制技术的突破性进展，出现了无刷直流伺服电动机（方波驱动），交流伺服电动机（正弦波驱动）等种种新型电动机。

    进入20世纪80年代后，因为微电子技术的快速发展，电路的集成度越来越高，对伺服系统产生了很重要的影响，交流伺服系统的控制方式迅速向微机控制方向发展，并由硬件伺服转向软件伺服，智能化的软件伺服将成为伺服控制的一个发展趋势。伺服系统控制器的实现方式在数字控制中也在由硬件方式向着软件方式发展；在软件方式中也是从伺服系统的外环向内环、进而向接近电动机环路的更深层发展。

    伺服系统的控制策略

    在一些动态性能要求不高的场所，由于开环变压变频控制方式控制规律简单，至今仍在一般调速度系统中普遍应用。

    ·恒压频比控制

    恒压频比控制方式是一种开环控制，它根据系统的给定，利用空间矢量脉宽调制转化为期望的输出Uout进行控制，使电机以一定的转速运转。