步进电机可以通过调节输入电脉冲的数量和频率控制电机的位移和速度,具备易于控制、高定位精度、高可靠性以及经济性良好的优势,其中,两相混合式步进电机目前已经越来越广泛地应用于工业生产以及实际生活当中,搭建高精度高性能的两相混合式步进电机闭环伺服控制系统成为十分有价值的研究课题。本文选择了滑模控制算法去完成步进电机闭环伺服控制系统的构建,以提高步进电机的动态性能指标以及系统的稳定性,但滑模控制自身带来的抖振问题是急需解决的,因此,本文从边界层的角度提出了时变边界层的滑模控制算法,旨在削弱滑模控制中的抖振问题,并且能够兼顾传统滑模控制良好的动态和抗扰动性能。首先,本文剖析了两相混合式步进电机的内部结构和运行原理,分别详细推导出了在静止和dq旋转坐标系下的电机数学模型,并进一步分析了步进电机的矢量控制策略和具体的驱动方案。然后,基于所推导出的数学模型列出所需的状态空间方程,将滑模控制策略应用于位置控制系统和速度控制系统,明确了各个系统的控制方案,并且针对控制算法中的抖振现象,提出并详细分析了时变边界层的算法,对滑模位置控制器和滑模速度控制器进行了优化。最后,为了验证时变边界层滑模控制算法的有效性和优越性,通过Matlab/Simulink软件搭建了两相混合式步进电机的位置控制仿真模型和速度控制仿真模型,通过两类仿真控制实验进行了综合的实验验证,将时变边界层滑模控制算法与固定边界层滑模控制算法对比以验证其对抖振问题的削弱效果,再与传统的PID控制算法对比以证明其对滑模控制优势特性即良好的动态性能和抗扰动性能的保留。另外,本文也完成了对两相混合式步进电机位置控制实际实验平台的搭建,进行了同样的实验内容,将实验结果与仿真结果综合分析,更加有力地证实了文中提出的算法的确具备一定的优越性。