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位置同步在多轴运动系统发展中是一个重要问题。在本文中,为了优化永磁同步电机伺服系统的控制表现,模型预测控制(MPC)方法被用于位置环,将驱动多轴系统的三个永磁同步电机看做一个整体来统一建立模型,从而设计出模型预测控制器,将轮廓误差、跟踪误差和控制增量同时设计到价值函数中,求出当前最优控制量。考虑约束条件,为使系统具有更好的动态性能并减少计算量,提出一种离线增益优化的方法,省去矩阵的实时计算。设计实验用预测控制器去跟踪空间折线和空间弧线表明,在稳态情况下,跟踪效果良好,在暂态情况下,误差较大。对此,一个改进型的MPC(MPC+ESO)方法被提出。为了抑制暂态情况下的扰动问题,用扩张状态观测器(ESO)估计系统的总体扰动,并以前馈量的形式补偿到MPC中,形成双闭环。通过纵向实验(MPC与MPC+ESO)和横向实验(CCC与MPC+ESO)比照表明,改进型MPC效果更佳。