为了顺应当下全电力驱动船舶的发展趋势,针对目前船舶舵机伺服系统使用液压驱动方式存在的问题,利用控制操作简单方便、运行过程稳定可靠、性价比相对较高的步进电机,设计一种船舶电动舵机伺服驱动控制系统,对船舶舵机实现准确的位置控制,通过对控制算法进行改进,使控制系统具有较强的鲁棒性。工业上对步进电机的控制一般为传统的开环控制方式,存在负载突变时容易失步、适应负载的能力差、运行速度受限等缺点。随着计算机技术以及微处理器技术的发展,使得各种高性能控制算法在步进电机位置控制中得到了更好的应用,进一步扩大了步进电机在实际工程中的应用范围。首先,对两相混合式步进电机的结构以及基本工作原理进行介绍,使用简化的磁网络模型详细推导步进电机两个常用坐标系下的数学模型,进一步得到双H桥拓扑结构下的空间电压矢量脉宽调制方法,分析并设计了两相混合式步进电机的矢量控制方案。其次,为了改善传统矢量控制方式中存在的位置响应时间较长,稳态误差较大等问题,将二阶超螺旋滑模控制策略应用于电机位置控制中,设计相应的二阶滑模位置控制器,通过仿真分析,说明该二阶滑模控制方式能够很好的提高系统响应速度、消除系统稳态误差。再次,针对实际系统工作中受到的强扰动问题,在二阶滑模控制方案的基础上,设计基于超螺旋算法的扩张状态观测器对系统的状态变量进行估计、观测与前馈补偿,仿真结果显示,设计的基于超螺旋扩张状态观测的二阶滑模控制策略在抗负载扰动方面具有非常优异的性能。根据上述仿真结果,能够看出设计的步进电机控制系统具有较好的控制性能与动态响应效果并能够降低电机固有的振动和噪声。最后,结合本系统应用环境以及电机控制算法,完成了两相混合式步进电机伺服系统的硬件实现,并利用C语言编写两相混合式步进电机的伺服控制程序,以完成对控制算法更好实现。设计船舶电动舵机伺服驱动控制系统,并完成了对应硬件平台的搭建,验证方案设计的有效性。