在海洋工程设计和科学研究中,由于真实的自然环境较为复杂,影响因素较多,为了便于实验的设计,人们需要在实验室环境条件下模拟海浪,真实地重现自然条件下波浪的运动。造波机便是这样一种模拟海浪的实验仪器。目前国内外使用的造波机产品仍有许多是基于液压传动装置的,其在工作稳定性和精度方面都存在较大的缺陷。随着运动控制技术的发展,伺服系统性能越来越强,越来越多的研究者开始把目光投向基于交流位置伺服系统的造波机研发。位置伺服系统作为造波机的重要组成部分,其性能直接影响整个造波机的精度、速度和可靠性等技术指标。目前基于位置伺服系统的造波机产品中,位置伺服系统大多工作于开环状态,运动控制器给出指令信号后,仅通过驱动器的电流环与速度环对电机进行反馈控制。因此可将电机编码器的反馈信号引入运动控制器,在伺服驱动器外部构成位置闭环控制,在位置环中采用先进的控制算法来提高造波机对指令信号的跟踪精度。论文对交流位置伺服系统的构成、特点以及发展趋势作了概述,针对位置控制系统跟踪精度的提高进行了智能控制算法的研究。论文选取实验室自行研发的运动控制卡作为运动控制器,以松下伺服MINAS A4交流伺服系统作为控制对象,搭建了半闭环交流位置伺服系统实验平台。分析了运动控制卡的结构,利用Windriver开发了Windows XP下的PCI驱动程序。介绍了运动控制卡的工作原理,并完善了其反馈检测功能。在对被控对象进行分析时,忽略电机的机械惯性和电磁惯性的影响,并将驱动器简化为一个比例环节,从而得到对象的简化数学模型。对PID和模糊参数自调整PID控制算法进行了分析研究与Matlab仿真,从仿真结果中可看出,采用模糊PID的控制效果要优于普通PID。在运动控制卡的FPGA芯片中通过模块化设计实现了模糊PID控制算法。该模糊PID控制器可分为模糊控制器输入模块、模糊控制模块与PID模块,为节省片内资源提高控制器运算速率,对模糊控制模块采用离线查找表的方式实现,在QuartusⅡ6.0开发环境下对各个模块进行了仿真,验证其逻辑时序符合设计要求。结合实验测试加入超前误差补偿算法,实验验证模糊PID+超前补偿控制算法有效可行,成功地提高了半闭环位置伺服系统的跟踪精度。