近几十年来,随着科学技术与经济的快速发展,制造业已经发生了翻天覆地的变化。数控机床作为现代制造业的重要支撑,也是未来先进制造技术的核心内容,直接反映一个国家制造业发展的水平。伺服系统作为数控机床的一个重要组成部分,其性能直接影响并决定数控加工设备的快速性、精确性与稳定性。首先,本文分析了机电伺服系统的完整控制模型,结合机电伺服系统的基本特征对机电伺服系统的完整模型进行了简化,将包含机械部分的伺服系统降阶为四阶,然后通过研究简化模型的参数关系,整理出不依赖于机械传动部分参数的一般伺服控制器参数整定方法,通过对比了机电伺服系统的完整模型和简化模型的位置输出差异,证明了简化模型的合理性和参数整定方法的正确性。其次,在部分简化模型的基础上,将PID、PDF和PDFF三种控制器运用到转速环中并给出了三种控制器的设计方法,然后,通过仿真实验从转速跟踪性、转速稳定性和转速鲁棒性三个方面进一步比较了三种控制器的性能,最后设计了机床伺服驱动器的软硬件系统,包括TMS320F28335最小系统、相电流采样、母线电压采样、隔离和保护电路等。在基于TMS320F28335的伺服驱动器平台上完成了三种控制器的性能测试,并采用上位机对实验数据进行采集,将采集到的数据导入到MATLAB中进行分析,理论和实验结果基本一致,最后对所做的工作进行了总结和展望,指出了后续工作的方向。