目前光电跟踪系统普遍采用直流有刷电机驱动，但有刷电机因为有机械电刷和换向器，存在容易磨损、有换向火花、电磁干扰大等问题。而无刷电机采用电子换向，成功避免了上述问题，特别是采用正弦波驱动的永磁同步电动机(Permanent Magnet Synchronous Motor，简称PMSM)，转子磁场成正弦分布，具有力矩波动小、效率高的特点。所以，研究永磁同步电机在高精度跟踪系统中的应用具有非常重要的工程意义。　　本文首先分析了光电跟踪系统对驱动部分的特殊要求，确定了采用永磁同步力矩电机直接驱动的方式。建立了永磁同步电机仿真系统，对永磁同步电机驱动系统的关键技术进行了深入研究。其中包括矢量控制的基本原理；SPWM、HPWM以及SVPWM三种电压调制方式的优缺点；力矩波动的来源以及抑制方法等。　　针对电机磁场谐波引起的纹波力矩，提出采用具有力矩修正功能的多闭环控制策略。该方法通过转矩估计器估计电机转矩系数，对电流的期望值做出修正。与传统多闭环控制方式相比，所提方法不但可以提供高带宽的力矩响应，还可以抑制电机磁场谐波引起的力矩波动，并且对电机参数的变化具有很强的鲁棒性。　　针对伺服系统中的周期性力矩扰动，提出基于迭代学习控制算法的双速度控制器的周期性力矩扰动的辨识与抑制方案。采用该结构，既可以抑制摩擦力矩以及其他非周期突变力矩的影响，又可以实现对包括齿槽力矩在内的周期性力矩扰动的辨识与补偿。　　文中深入分析了位置传感器误差和电流传感器误差对力矩性能的影响。推导了位置采样频率与分辨率引起的位置误差到力矩波动的误差传递公式；推导了采用两个电流传感器与三个电流传感器时，电流的偏置与增益到力矩的误差传递公式，为实验系统的建立提供了指导。　　在此基础上，建立了基于PC104+FPGA的全数字交流伺服系统，包括硬件平台与软件算法。深入分析了数字控制器设计与实现中存在的问题，包括控制器的离散化方法以及积分饱卷问题。改进了控制算法，完成了电流、速度和位置多闭环控制系统的设计。完成了整个平台的测试工作，包括空间电压矢量算法、力矩-电流特性、力矩波动系数、多闭环回路的频响特性以及系统低速平稳性。　　最后从整个伺服系统的角度，分析了各种扰动对系统的影响。研究了自抗扰控制算法在提高系统扰动抑制能力方面的优势。针对光电跟踪系统中换向摩擦等扰动力矩会引起较大的尖峰误差，影响系统的跟踪精度，提出了基于扩张状态观测器(ESO)的速度回路控制结构；并在ESO的设计方法中引入阻尼项，改进了ESO对扰动的估计性能；提出了ESO的鲁棒稳定性约束条件。在地基平台上进行摩擦补偿实验、一维扰动平台上进行了扰动抑制实验。实验证明了所提方法的有效性。