相比感应电动机和绕线型转子同步电机等交流伺服电机,永磁同步电机具有更高的扭矩、惯性比和功率密度,这使它更适合应用于机器人和航空航天等方面。然而,它的非线性动态耦合及其电机参数时变使它很难控制,传统PID控制难以获得满意的系统性能,故需要引入一些先进控制策略实现永磁同步电机系统的高性能控制。基于系统镇定的无源控制方法,是一种本质上的非线性控制方法,具有设计简单、易调节和无奇异点问题等优点,被众多学者和专家的广泛关注。本文针对永磁同步电机调速系统的无源控制方法展开研究,研究内容概括如下。本文首先论述了课题的研究背景和选题意义,介绍了国内外在伺服控制领域应用的一些主要控制方法和策略,接着介绍了无源控制方法的发展与应用,及其存在的一些缺陷。其次,本文介绍了永磁同步电机的基本结构和数学模型,根据其矢量控制系统的基本原理,搭建系统仿真模型,并进行仿真验证,为后续算法研究以及仿真奠定基础。再次,本文对永磁同步电机欧拉-拉格朗日(EL)模型展开研究,采用能量成型和阻尼注入的方法设计无源电流控制器,仿真实验表明控制器较传统PI控制有更好的控制效果。接着,针对实际动态模型中的参数摄动和控制器解耦不精确的问题,提出一种基于观测器补偿的精确鲁棒无源电流控制策略,设计观测器观测参数摄动引发的不确定量和不完全解耦引发的误差,并补偿到控制器输出端,提升了系统的鲁棒性。然后,本文对永磁同步电机端口受控耗散哈密顿模型(PCHD)展开研究,采用互联和阻尼分配的方法设计无源电流控制器。接着,基于互联和阻尼分配控制的思想,设计一种新颖的基于误差系统PCHD模型的速度控制器,并定义李亚普洛夫函数证明了期望误差系统具有指数收敛性。最后,本文介绍基于扩张PCIHD模型的积分无源电流控制器设计方法,采用能量成型和阻尼分配方法设计控制器,然后在控制器中引入积分作用来抑制电机实际动态模型中存在的负载扰动和电压扰动,积分作用的引入是通过将系统输出的积分作为新的状态变量扩张到系统PCHD模型中来实现的。