飞行器电动舵系统作为整个飞行控制系统的执行机构,是一种复杂的机电一体化系统,同时也是一种高精度的位置伺服系统,对飞行器的姿态控制具有重要作用。舵面在偏转过程中,舵机输出轴承受多种时变负载力矩的作用,因此要求舵系统能够克服负载力矩的影响,按给定的规律运动,保证飞行器正确的飞行姿态。本文结合实际情况,设计了一种永磁同步电动舵机驱动器,研究了基于两相正交型开关霍尔转子位置预估方法,实现了电动舵机的调速控制,在此基础上对永磁同步电机的抗负载扰动控制策略进行了研究。首先,分析了永磁同步电动舵机工作原理,介绍了PMSM的数学模型,在此基础上阐述了矢量控制理论,确定采用id=0的控制方法,得到系统的控制框图,并推导了系统等效传递函数,分析了电动舵机的舵面负载特性及其对电动舵机性能的影响。其次,转子位置检测在矢量控制中扮演着重要的角色,本文设计了两相正交型开关霍尔转子位置检测算法,并对霍尔位置估算方法引起的原理误差和霍尔安装不正交引起的固有误差进行了分析,通过仿真验证了采用两相正交型霍尔传感器进行转子位置检测的可行性。然后,在传统矢量控制的基础上,为补偿负载变化引起的转速波动,在负载突变瞬间需要对转矩电流进行补偿,本文提出全维和降阶负载转矩观测器,并通过仿真对两种观测器进行了对比,仿真结果表明降阶观测器具有参数易调节、观测速度快等特点。此后分析了转动惯量对负载转矩观测的影响,采用梯度校正方法对转动惯量进行了辨识,通过仿真研究了辨识参数对惯量辨识结果的影响。最后,研制了一款可驱动1.5k W永磁同步电机的驱动器,在此实验样机上进行了转子位置检测和抗负载扰动实验。实验结果表明:采用两相正交型开关霍尔传感器进行转子位置检测,可以得到较好的位置精度,矢量控制效果较佳,梯度校正方法用于转动惯量辨识有一定的意义。设计的降阶负载转矩观测器能有效的观测转矩变化,降阶转矩观测器的输出作为电流前馈补偿与永磁同步电机矢量控制相结合,能有效提升永磁同步电动舵机转速环的鲁棒性。