针对国内仿人机器人关节伺服系统高度依赖进口,没有自主知识产权的现状,本文设计了两款低压微小型高性能电机伺服驱动器。文中介绍了永磁同步电机伺服驱动的基本原理,给出了伺服驱动器的硬件设计和控制策略,并对伺服系统的性能进行了测试。文中给出了伺服驱动器的硬件设计过程和实现细节,包括主电路、微控制器、电流采样电路、过流保护电路等。I型驱动器为立式安装,占用面积小,其功率器件贴焊在一块铝基电路板上,保证了小空间内功率器件的散热;采用平面变压器和印刷线路板绕组技术,在很小的空间内搭建一个反激变换器,提供多路隔离输出电压。II型驱动器为卧式安装,能提供较大的散热面积,其功率器件的热量通过电路板传导到铝制外壳上;采用级联式降压电路作为控制电源,空间更加紧凑,且纹波较小。电流采用电路的设计使得驱动器即可以支持180o导通的正弦波驱动方式,也能够采取120o导通的方波驱动方式。通过优化设计,减少了驱动器的体积,提高了功率密度。在搭建、调试硬件的基础上,对伺服驱动器的电流环、速度环、位置环控制策略进行了分析和计算。针对低压伺服系统的特点,设计了母线电压波动补偿算法,通过主动修正空间电压矢量的作用时间,避免造成电流波动。同时,实现了抗积分饱和的PID算法。通过仿真和测试说明,这些措施能有效提高系统的动静态性能。与国外同类产品在体积、重量、功率密度、定位精度与响应速度、工作效率与温升几方面性能进行了对比。通过比较说明本文所设计的低压小型高性能电机伺服驱动器在主要性能指标上已经达到国际先进水平。