装备制造业是国民经济和国防建设的基础产业。在现代装备制造业中,配备高性能伺服系统的数控系统由于自动化程度和加工精度高等优点得到了广泛应用。随着国防、航空、工业自动化等行业的迅速发展,对伺服系统提出了更高的要求,要求伺服系统能够适应工作环境的变化且保持优良的性能。因此,研发高性能的具有优良适应性的伺服驱动系统具有十分重大的经济效益和社会效益。目前,伺服驱动器通常采用固定参数的控制器,当伺服系统的工作状况发生变化时无法自适应的改变控制器的参数,伺服系统的抗干扰性和适应性较差。伺服驱动器的控制参数目前主要依靠人工整定,费时费力且效果不佳。因此,研究控制器参数自整定的技术是十分必要的,是促进伺服系统发展的关键技术之一伺服驱动系统中,PID控制器仍然是普遍采用的控制方式。本文针对伺服驱动系统PID控制器,进行参数自整定的研究,包括离线参数自整定和在线参数自整定的方法,并分别设计了两种参数自整定PI控制器。离线参数整定用于伺服驱动器出厂前的参数预设,在线参数整定用于伺服驱动器工作环境频繁变化的场合。参数自整定技术使伺服驱动系统拥有更优的控制参数,适应更加复杂的工况,满足用户高性能指标的要求。本文首先介绍了永磁同步电机的物理结构和数学模型,在此基础上对永磁同步电机伺服系统的数学模型进行了详细分析,研究了空间矢量控制原理及空间矢量脉宽调制技术,建立了伺服系统的仿真系统模型,并验证了以上理论的正确性。其次,研究了基于粒子群优化算法的控制器参数离线自整定技术,利用粒子群优化算法的搜索寻优能力,直接找到伺服系统理想的控制器参数值,实现控制器参数的离线整定,解决了人工参数整定方法的众多弊端。仿真实验证明,该方法效果良好。再次,研究了模型参考自适应算法的原理,采用模型参数自适应算法实时的辨识出转动惯量的值,再结合PI控制器参数与转动惯量的关系式直接计算出合适的控制参数,实现控制器参数的在线自整定,并设计了仿真实验结果表明该算法可以有效提高伺服系统的性能。最后,设计了基于ARM Cortex M3系列STM32F103ZET6为主控芯片的伺服驱动器。本文从硬件和软件两个方面对该伺服驱动系统的设计进行了阐述,并介绍了用于控制和调速的图形化的上位机用户应用程序。在该伺服驱动器实验平台上验证了基于转动惯量辨识的PI控制器参数自整定的方法,实验结果表明,该参数自整定方法能够使伺服系统对工作环境的变化具有较好的适应性,极大的提高了伺服系统的性能。