永磁同步电机具有结构简单、功率密度高、运行稳定等优点,广泛应用于动态响应速度快、控制精度要求高的数控领域。由于永磁同步电机交流伺服控制系统中系统转动惯量的变化直接影响交流伺服系统的控制性能,实时辨识系统转动惯量,并根据转动惯量辨识结果对交流伺服系统速度环控制参数进行整定优化,对提高交流伺服系统的控制性能具有重要意义。本课题通过对永磁同步电机的数学模型和控制策略的研究,设计了基于转子磁场定向矢量控制和以IGBT功率逆变模块为驱动单元的双核交流伺服系统控制器。控制器的核心部件采用DSP和FPGA设计,并采用FPGA控制USB通讯模块与上位机进行数据传输。在此硬件平台的基础上,完成全数字交流伺服控制系统软件的设计。本文理论研究的重点是转动惯量的辨识方法,针对模型参考自适应辨识算法的收敛速度和辨识精度不能同步提高的缺点,设计变增益模型参考自适应转动惯量辨识算法,并在Matlab/Simulink仿真平台上构建交流伺服系统转动惯量辨识模型。仿真实验结果表明变增益模型参考自适应辨识算法具有收敛速度快和辨识精度高的特点。在仿真研究的基础上,在交流伺服系统硬件平台上进行实验。上位机实时辨识系统转动惯量并带入速度环控制参数自整定算法,计算出当前工作环境下的最优控制参数,并通过USB接口及时将最优控制参数载入控制器中,提高了交流伺服系统的动态响应速度和控制精度。