一、交流伺服系统的发展现状
一般来说，所谓伺服控制系统是以被驱动机械物体位置（姿态）、速度、加速度等变量为被控量，使之能随指令的任意变化以一定的鲁棒精度实现稳定与追踪的控制系统。就系统中的执行元件来看，从其发展的历史过程而言，先后经历了步进电动机、电液脉冲马达、直流小惯量电动机、直流大惯量电动机、交流伺服电动机等几个阶段。在上世纪的70年代末，80年代初，开始了交流伺服电动机为执行元件的交流伺服控制系统的新时代，已经逐渐取代直流伺服电动机。在交流伺服控制系统中，先后出现了感应式交流伺服电动机驱动系统，永磁交流伺服电动机的伺服系统。以及磁阻交流电动机等驱动系统，在上世纪的90年代初，又出现了具有直接驱动能力的各类直线伺服电动机及其驱动系统，揭开了交流直线伺服控制系统取代交流旋转伺服控制系统的序幕，其中以永磁交流伺服电动机驱动系统发展最快，在当前已占据了主导地位。谈交流伺服控制系统的发展问题，实际上是在讲永磁式（包括永磁旋转式和直线式电动机两种伺服系统）交流伺服控制系统的发展状态以及当前的研究热点。
永磁式交流伺服电控制机驱动系统代表了交流伺服控制系统的主流。我国稀土资源丰富，并且我国的稀土永磁材料及稀土永磁电动机的研究具有国际先进水平，这为我国发展永磁式交流伺服系统提供了得天独厚的有利条件，这是世界上其它任何国家所不具备的，我们应该在新型永磁伺服电动机、永磁直线交流电动机、永磁直接驱动力矩电动机等的理论研究、工程设计、制造与使用方面取得突破性进展，为先进的交流伺服系统提供优良的驱动执行元件，这也是最基础性的任务。配置良好控制与驱动系统，可以达到十分优良的性能：低速平稳，可靠，弱磁实现高速，大大提高了调速范围，加速性能优良，动态反应快，控制相对简单容易，电机体积小，扭矩大。近年来永磁材料价格大幅度下降，市场供应充分，这些都是发展永磁交流伺服控制系统的物质基础和技术基础。
就交流伺服控制系统发展现状与趋势而言，文献[1-2]在永磁化、全数字控制、集成化、网络化等几个方面都做了综述，至于控制策略，从恒频比控制到矢量控制、直接转矩控制、非线性控制、自适应控制、滑模变结构控制、智能控制以及无传感器控制，还有通讯与网络化技术等都做了比较详细的评述，可资参考，本文中只作简要介绍。
二、发展趋势主要表现在以下几个方面
（1）永磁化
无论是旋转式同步伺服电动机，还是直线式伺服电动机，目前从其性能方面来看都要求实现永磁化，特别是我国稀土永磁材料产量高价格低，作为电机的永磁材料具有独特的优势。目前其居里温度提高较大，耐振动，可弱磁调速，已成为交流伺服电动机的主要机型，并且扩展到其它领域中的应用，如电动汽车、电梯等。
（2）全数字化与软件化
伺服控制技术经历了模拟、混合式、全数字化的发展历程，到目前，早已是由硬件伺服控制技术转到软件伺服控制阶段，许多先进控制算法都可以由计算机软件实现，控制的修正、更新方便灵活。
（3）高度集成化
ipm功率智能模块，将保护、驱动、功率开关集成到一个模块上。将控制环——电流环、速度与位置环集成到一起，成为独立单元或计算机内部的独立计算模块，不再单独立设计。
（4）通讯网络化
融入局域网络中，可以控制多台交流伺服控制系统以利于车间自动化加工技术的发展，易于实现综合自动化。正如本文在前面所述，目前永磁直线电动机的直接驱动正在兴起，将以其零传动的优势，大有与旋转伺服驱动一争高下之势。但在国内目前还在研发阶段，在实际中应用，还是凤毛麟角，大范围推广应用尚需时日。
三、交流伺服系统的研究热点
交流伺服控制系统应用在国民经济各个部门以及军工、航空、航天等科技领域，其伺服的对象十分广泛，技术性能和经济性要求各异，相差有天壤之别。现就机床界普遍关注的几个研究热点问题，粗浅地谈一点看法：
（1）直线电动机在数控机床中零传动伺服进给驱动问题，它取代旋转电机能实现高速响应、高精度定位、极高的传动刚度，加减速过程快、行程不受限制，但它不像单体旋转电动机那样，能安装在机床的边缘部分，它只能在机床的床身上安装，不够灵活，尚有防尘、防磁等问题，全闭环控制需要直线位移传感器，调试比较麻烦，必须消除永磁直线电动机的端部效应干扰影响，要求控制器具有更强的鲁棒性，增加了设计上的难度，这些都需要在应用中加以解决。
（2）摩擦在伺服驱动中有百害而无一利，应尽量设法加以消除。为了在直线伺服电动机的运动中消除运动噪声，提高效率与定位精度，应该选用磁悬浮导轨。这是精密伺服运动需要解决的一个关键技术。
（3）在五轴联动数控机床中，应设计研发大扭矩、高精度环形动力矩电机、低转速、大力矩，定位精度高直接驱动系统，以解决双摆铣头、转台旋转进给运动中的高转矩密度伺服电动机与系统要求伺服控制器在极低速度下切削加工能力。
在超低速状态下，适应具有良好的动态性能且具有强鲁棒性；而目前配置的传统矢量控制的伺服控制器就难以达到上述要求。所以，研究适应于甚低速下高精度与高效率驱动摆头/转台的环形电动机的新型交流伺服控制器是一项关键性任务。
研究多轴精密联动伺服控制是高档数控机床加工三维空间复杂曲面零件加工的需要。多轴精密联动数控机床首先必须具有相应功能的计算机数控系统cnc，但cnc给出的只是命令，要求伺服机构做微小直线运动而必须靠伺服驱动系统来执行。cnc通过编程插补可给出多轴精密联动运动命令，但进给系统各轴的结构、功能、参数、负载情况不同，致使各联动轴增益不能匹配，这是在同样的插补微指令作用下造成各轴运动差异的主要原因之一。在这里，把整个多轴运动控制系统考虑成单一系统含有多个变量，藉由轴间彼此影响来相互补偿，使相对快的减慢，相对慢的加快，增加各轴间的匹配程度，通过这种各轴间协调控制，以降低其轨迹的路径的误差。
（4）高档数控机床中轨迹多轴精密联动伺服控制器的研究，根据cnc产生的数控轨迹，给出了每一坐标运动的希望位置，但这只是指令值，至于坐标运动能否实现要求位置，插补算法是无能为力的。这需要后继的坐标运动来完成，这就靠伺服驱动来实现。各坐标轴运动的精确性不能保证刀具轨迹运动的精确性，在机床结构良好的条件下，它是由多轴运动的合成结果。为减小轨迹误差，一方面要求减小单轴的跟随误差——即首先实现单轴高精度控制，二是靠多轴协调控制，即通过耦合控制等方法实现轨迹的高精度控制。这又是当前伺服控制研究的一个热点问题。
（5）用先进相位控制理论，实现优化的零相位误差跟踪控制，完全克服伺服滞后，为单轴的高精度控制提供所必要的技术措施；采用非脆弱的鲁棒控制技术，使伺服控制系统在不确定性、扰动、负载、参数摄动等因素下能保持鲁棒稳定与性能品质不变，通常采用二自由度方法较方便设计。
四、结论
交流伺服系统是最近30年来，特别是永磁型交流直线伺服系统是近期才开始进入实际应用领域，还存在许多理论与应用技术需要解决，在高档多轴数控机床中的连续轨迹精密联动伺服控制中，在高速高效下实现高精度控制加工还是一个急待解决的问题。
