舵机作为伺服控制系统的重要部件,其性能的优劣直接影响伺服系统的整体性能。电动舵机以其结构简单、可靠性高、体积小等特点成为目前研究的热点。随着电力电子技术和永磁电机的发展,高功率密度、体积小巧、结构简单、控制灵活的新型的永磁无刷直流电机在火箭、飞机、导弹等飞行器领域得到了广泛应用,同时对飞行器控制系统的高可靠、高灵敏度、高精度等性能要求越来越高。本文以高性能的数字信号处理器为控制单元,采用现代智能控制技术来设计一套高性能、高可靠的电动舵机控制器。并以永磁无刷直流电机为控制对象,简要介绍了电动舵机的结构,重点分析无刷直流电机是如何工作的,并推导分析了被控对象的数学模型,设计了一套体积小、可靠性高的硬件电路。考虑到工程应用的急迫性和成熟性的需要,采用了典型的电流环-速度环-位置环的三闭环控制策略。而位置环作为控制系统中最关键的部分,采用了精度高、体积小的电涡流式角位移传感器作为反馈装置,以提高系统的可靠性和控制精度。控制器性能由已建立的测试平台验证。结果证明,控制器达到了设计标准,可靠性高,拥有一定的工程参考价值。论文主要内容如下:1.给出了控制器的设计标准。介绍了控制对象的组成和原理,并建立了其数学模型。2.以伺服系统为基础,研制了一套一拖二的电动舵机控制器,它以DSP+CPLD为控制核心,并设计了相应的电源滤波和转换电路、驱动电路、串口通讯电路、过流保护电路、信号检测电路等。3.设计了系统的控制策略,采用经典的三闭环反馈控制算法。通过DSP实现了控制模块、采样模块及串口通讯等模块的设计;采用CPLD完成了舵机相关逻辑程序的设计。4.完成硬件设计,验证控制器性能,分析实验结果。