伺服控制系统是一个电气自动控制与机械部分相结合的机电一体化系统，对于伺服系统的定位精度和动态性能的要求很高。目前，很多的伺服系统采用半闭环的控制方法，控制对象为伺服电机，其传动链上的精度得不到保证，因此，研究高性能的交流伺服控制系统具有非常重要的现实意义。本文以数控机床作为执行机构，研究直接对工作台位置进行控制的永磁同步电机伺服系统。论文首先介绍了永磁同步电机的结构和工作原理，根据转子磁场定向理论，建立了永磁同步电机在直轴与交轴坐标系下的数学模型，并分析变频调速逆变器所采用的电压空间矢量技术，建立基于矢量控制的永磁同步电机速度伺服系统，通过在matlab/simulink环境下搭建仿真模型来验证其具有很好的静动态调速性能。其次，传统的速度传感器的使用在一定程度上已经限制了伺服控制系统的发展，本文对永磁同步电机进行无速度传感器的研究，给出了基于滑模控制的模型参考自适应控制速度观测器的方法。只需要通过对电机的电压和电流量进行检测，就可以观测出电机的转角信息取代速度传感器得到电机转速及位置，然后通过仿真可验证该速度观测器的可行性。由于永磁同步电机本身就是一个非线性、多变量、强耦合的控制系统，运行时还会产生电机参数变化，而传动机构中同样存在着反向间隙、工作台与导轨之间的摩擦特性等影响，可采用高性能的控制策略取代传统的PID控制应用于伺服系统的位置控制中。本文设计了基于自抗扰控制器的位置伺服系统，它不依赖于系统精确的数学模型，并可以对系统运行中产生的干扰、误差进行及时的补偿，在永磁同步电机的位置伺服系统中具有更好的动态性能、稳定精度及鲁棒性。最后，本文在上述的研究基础上，对基于数字处理芯片TMS320LF2407A的伺服系统的实现方案进行软硬件方面的设计和部分实验，为以后的研究和应用打下基础。