固体火箭推力矢量控制技术可以极大提高飞行器的机动性和突防能力,使飞行器能够执行更复杂的任务和打击能力。推力矢量控制是由双通道直线作动器的直线运动来驱动摆动喷管摆动相应的角度。为了提高飞行器的机动性,推力矢量调节要求直线作动器具有极高的快速响应,负载峰值达到2千牛以上。因此,直线执行器要求具有高集成度、高响应、高推力、高精度以及抗强扰动性能。近年来,随着电机伺服控制技术的进步,通过电动伺服系统实现推力矢量控制成为一种可行的方案。但是传统的电动伺服系统中,常用丝杠与无刷直流电机通过齿轮等传动机构连接,在大多体积结构空间、高负载等约束下,不能满足要求。针对以上问题,本文提出了一种高集成度、高功率密度的电-机械一体化作动器,设计并制造了作动器机械本体,搭建了推力矢量控制系统实验台架,设计双通道直线作动器硬件控制器并进行试验验证。首先,根据摆动喷管对作动器的指标要求设计一体化作动器,并对作动器结构进行强度校核以及动力学仿真,设计一体化作动器模拟负载环境,搭建推力矢量控制模拟实验台架。其次,基于Matlab/Simulink设计无刷直流电机PID三闭环位置控制算法模型,模拟一体化作动器的运动过程,研究摆动喷管摆动角度与两个一体化作动器运动位移的算法关系,对整个系统模型进行仿真。然后,设计了双通道一体化作动器伺服驱动器的硬件与软件系统。硬件系统包括双通道逆变器、硬件泄放、线性霍尔解码、反馈信号采集与处理模块等电路。软件方面,DSP程序采用了基于模型设计方法,通过Matlab/Simulink设计三闭环PID控制算法程序,FPGA程序包括线性霍尔解码以及双通道无刷直流电机的PWM生成程序等。最后,对推力矢量控制模拟实验台架进行了硬件测试、软件调试。调谐PID参数,完成一体化作动器的点到点运动和位置跟随运动,为后续的研究打下基础。