1、课题来源与背景本课题为广东省科技计划项目。本课题属于工业机器人技术范畴，《中国制造2025》将工业机器人作为重点发展领域，其研发和产业化也是衡量一个国家技术创新、高端制造发展水平的重要标志。我国工业机器人与德国、日本等发达工业国家相比，仍有较大差异。究其原因，核心部件如控制器、伺服系统、减速器受制于人是其重要原因之一。因此，为加快我国智能制造产业升级，发展机器人与智能装备产业，推动我国“智能制造2025”战略，必须重点发展工业机器人核心部件关键技术。围绕工业机器人进行多功率段驱动器和电机产品，研发高速高精度伺服控制算法，能丰富高性能伺服驱动器在工业机器人体系中的探索，解决国产机器人在核心部件被卡脖子的问题。 2、技术原理及性能指标1）高性能伺服驱动器系统研究本成果中，伺服驱动器采用ARM+FPGA的一体化硬件设计，主要有整流电源、辅助电源、功率逆变模块、PWM驱动、电流采样和处理器及可编程逻辑单元组成。在控制软件上，提出一种基于层次化、模块化原理的软件架构，将整个驱动器软件划分为应用层、功能模块层以及硬件层。2）高性能伺服驱动控制策略研究伺服驱动控制方法主要基于三环控制法，由位置控制器、速度控制器和电流控制器组成，分别解决伺服电机位置、速度和电流的计算。另外，本课题利用H无穷控制理论，根据激励被控对象获取机器人系统的幅频特性曲线，进行频域特性曲线拟合，通过环路整形的方法得到理想的系统特性。 3、技术创造性与先进性1）综合电流环模型，给出解耦补偿公式，比较分析了不同电流调节器的性能，提出直接离散域设计数字滤波器的优越性。2）采用基于二自由度控制器的双环路结构控制器设计方法，并且通过设计预估观测器方法进一步提高系统环路带宽和系统跟踪精度。3）基于ARM+FPGA的一体化硬件架构，从软、硬件综合搭建高性能伺服驱动器系统。