1.一种数控机床永磁同步电机驱动控制系统，其特征在于，包括：PI速度控制器、负载转矩观测器、q轴电流控制器、d轴电流控制器、Clarke变换模块、位置与速度检测模块、Park变换模块、Park逆变换模块、SVPWM模块和三相逆变器；

PI速度控制器输出的负载转矩给定值 和转矩电流给定分量i′q为其中，p是电机极对数，ψf是永磁体磁链；Kp为PI速度控制器的比例系数，Ti为PI速度控* *制器的积分时间常数；电机的转子角速度误差e＝ω ‑ω，ω 为给定转子角速度，ω为转子角速度，e(t)为转子角速度误差瞬时值；负载转矩观测器依据转子角速度ω和电流iq对负载转矩进行观测，得到负载转矩观测值 负载转矩观测器为其中，J是转动惯量，是转子角速度估计值，g是负载转矩观测器的反馈增益且g＜0；

kg是负载转矩观测器的滑模增益且kg≤‑|e2/J|， 为负载转矩观测误差，TL为负载转矩；

负载转矩观测器根据负载转矩给定值 的变化和负载转矩观测值 的变化对反馈增益g进行调整，方法是：

步骤1、负载转矩观测器依据反馈增益g值对负载转矩TL进行观测，得到负载转矩观测值PI速度控制器进行控制运算得到负载转矩给定值步骤2、计算

步骤3、判断 是否大于ε1；当 大于ε1时，取反馈增益g等于gmin并退出；当 小于等于ε1时，进入步骤4；

步骤4、判断 是否大于ε2；当 大于ε2时，取反馈增益g等于gmin并退出；当小于等于ε2时，取反馈增益g等于gmax并退出；

其中，ε1为给定转矩变化比较阈值，且ε1＞0；ε2为观测转矩变化比较阈值，且ε2＞0；gmax为反馈增益高值，gmin为反馈增益低值，且gmin＜gmax＜0；

负载转矩观测器的输出对PI速度控制器的输出进行负载转矩补偿，方法是，将负载转矩的观测值 转换成转矩电流补偿分量i″q前馈补偿至q轴电流PI控制器的输入；q轴转矩电流给定值 为：

2.如权利要求1所述的数控机床永磁同步电机驱动控制系统，其特征在于，PI速度控制器和负载转矩观测器的参数统一采用粒子群算法进行优化整定，方法是：建立综合评价PI速度控制器和负载转矩观测器各项性能指标的目标函数Q3为其中，tz为电机转子角速度阶跃响应的过渡过程时间，t＝0为电机阶跃响应的启动时刻；Q31中的γz1(1‑sgn(e(t)+ωδ))项为转子角速度超调罚函数，γz1为一个足够大的正数，ωδ为转子角速度超调量限值；Q32中的γz1(1‑sgn(e(t)+ωΔ))项为稳态误差罚函数，ωΔ为转子角速度稳态误差限值；γz为适应度平衡调整系数，γz＞0；γz2≥6。

3.如权利要求2所述的数控机床永磁同步电机驱动控制系统，其特征在于，给定转子角*速度ω为阶跃信号；在电机启动时，负载转矩TL为负载转矩高值TLmax；在t＞tz，电机进入转子角速度稳定状态后，负载转矩TL从高值TLmax突变减小至低值TLmin；负载转矩TL维持为低值TLmin运行时间 后，从低值TLmin突变增加至高值TLmax； 为2～5tz之间的随机值。

4.如权利要求3所述的数控机床永磁同步电机驱动控制系统，其特征在于，负载转矩高值TLmax不大于电机的额定负载转矩TN，负载转矩低值TLmin不小于电机额定负载转矩TN的

10％，负载转矩高值TLmax与负载转矩低值TLmin之间的差值不小于电机额定负载转矩TN的

50％。

5.如权利要求2‑4中任一项所述的数控机床永磁同步电机驱动控制系统，其特征在于，PI速度控制器和负载转矩观测器的参数统一采用粒子群算法进行优化整定的粒子群算法是：步骤301，初始化粒子群；设粒子群中各粒子初始位置为 ，其中M为个体数量；待优化的参数向量为μ1＝[Kp，Ti，Gmax，Gmin，ε1，ε2，α]，粒子群算法的搜索空间维度N等于7；

(0) (0)

步骤302，将各粒子的初始位置z 作为各粒子的初始最优值zb ，按照目标函数Q3计算每个粒子的粒子适应度值并作为各粒子的最优粒子适应度值保存；对各粒子适应度值进行(0)比较得到初始粒子群最优解zg 和粒子群最优适应度值并保存；

步骤303，按照式

n n

更新各粒子的速度和位置；n为当前的迭代次数，u和z 是粒子的速度向量和位置；c0为惯性权重，取值范围在0～1.4之间；c1、c2为学习因子，在1～2之间取值； 为取值范围在0～1内的随机数； 为粒子本身至目前为止找到的最优解， 表示整个种群到目前为止的粒子群最优解；

步骤304，按照目标函数Q3计算每个粒子的粒子适应度值；

步骤305，对 和相应的最优粒子适应度值进行更新，对 和相应的粒子群最优适应度值进行更新；

步骤306，判断是否满足循环终止条件，如果是，则结束粒子群算法，最终的粒子群最优解为PI速度控制器和负载转矩观测器的最优参数；否则，返回步骤303；

gmax与Gmax的关系为 gmin与Gmin的关系为 kg与α的关系为

其中，α≥1。

6.如权利要求1所述的数控机床永磁同步电机驱动控制系统，其特征在于，检测永磁同步电机的转子位置θ、和三相电流ia、ib和ic；依据三相电流ia、ib和ic对永磁同步电机进行Clark变换得到在α‑β轴坐标系下的电流iα、电流iβ，依据电流iα、电流iβ和转子位置θ进行Park变换，得到在d‑q轴坐标系下的电流id、电流iq。