永磁同步电机因其具有结构简单、功率密度高、效率高和动态响应快等优点而被广泛应用于电动汽车、机器人和数控机床等工业领域。由于永磁同步电机是一个复杂的多输入多输出非线性系统,且通常受到负载转矩干扰和参数不确定的影响,经典的PID控制方法难以实现永磁同步电机的高精度位置控制。而鲁棒输出调节理论可以同时实现轨迹跟踪、干扰抑制和参数鲁棒性等多个目标。因此,采用鲁棒输出调节理论研究永磁同步电机的位置控制问题具有重要意义。本文主要研究了永磁同步电机的位置跟踪和非线性干扰抑制问题,并给出了所设计的两种位置控制算法的数字化实现。主要的研究工作如下:(1)研究了永磁同步电机的局部位置跟踪和非线性干扰抑制问题。这一问题可以被描述为多变量非线性系统的鲁棒输出调节问题。本文提出了一个基于非线性内模的输出反馈控制律用以实现期望位置的渐近跟踪并抑制负载转矩中的非线性外部干扰。仿真结果验证了设计的有效性和优越性。(2)研究了永磁同步电机的大范围位置跟踪和非线性干扰抑制问题。本文提出了一个两步法控制器设计策略用于实现永磁同步电机的大范围位置跟踪和非线性干扰抑制。该策略结合了经典的三闭环控制和非线性内模控制的优点。第一步,利用三闭环控制将电机转子位置调节到参考位置附近。第二步,利用非线性内模控制将位置跟踪误差渐近调节到零。仿真结果验证了设计的有效性和优越性。(3)通过永磁同步电机实验平台对所设计的两种位置控制算法进行了实验研究。与经典的三闭环控制方法比较,以上两种位置控制算法都可以在非线性负载转矩干扰和部分参数不确定的影响下实现永磁同步电机的高精度位置跟踪控制。该研究首次给出了永磁同步电机伺服系统鲁棒输出调节问题的实验结果,验证了非线性内模控制技术在实时实验装置中的有效性,缩小了输出调节理论和实际应用之间的差距。