在现代战争中,随着军事技术的进步以及战争模式的变化,对武器系统的可靠性要求越来越高,其中系统控制器部分的性能是影响武器可靠性的主要因素。为了提高火炮的性能,本文以火炮交流伺服系统为工程背景下,对炮控系统进行了研究。针对炮控系统工作环境对交流伺服系统的高稳定性和可靠性要求,单一的控制系统已经难以满足要求,采用了双CPU的软硬件冗余控制的方案,满足炮控交流伺服系统在强干扰等情况下的调炮可靠性要求,具有一定的实际应用价值。本论文主要研究工作包含以下几个方面:首先,对冗余控制技术的工作原理和组成方式进行详细的研究分析,比较几种冗余实现方式,分析其优缺点。在此基础,对双CPU冗余实现方式进行研究分析,确定采用"热备份"冗余实现方式,并搭建其系统结构。然后进一步对冗余实现的关键技术进行研究,包括时钟同步技术、信息同步技术、故障检测及冗余切换技术。使用STM32F107VCT6作为控制器芯片,设计两套硬件电路,形成双CPU的硬件冗余方案。主系统和备用系统间通过CAN进行通信,运用解析式的故障检测方法对主系统和备用系统的输出进行实时比较,设定门限误差值,超过门限误差时,自动进行系统的热切换,保证控制系统的稳定和可靠。然后,根据火炮交流伺服系统时变非线性特点,分别设计了基于BP神经网络PID控制算法和基于RBF神经网络PID控制算法,通过神经网络对PID的三个控制参数Kp、Ki、Kd进行调节,以改善控制效果。通过MATLAB仿真分析,得出基于RBF神经网络PID控制算法具有更好的控制效果。为了保证了输出信号的一致,主系统和备用系统都采用该控制算法。最后,对冗余控制软件进行设计,主要有主程序模块、数据采集模块、CPU同步模块、故障检测模块、冗余切换模块。通过交流伺服系统的半实物平台实验,模拟故障情形,检测两个CPU模块实时的输出控制电压值。发现当主CPU模块故障时,输出值突变,从CPU模块能够实时监测到,并将输出控制值切换到备用数值,继续控制系统的正常工作。保证了系统在主模块故障时,系统的可靠性。