本文以定子8极转子50齿的二相混合式步进电动机为对象,以高性能的位置伺服系统为目标,进行了较为深入系统的研究.闭环控制系统需要位置传感器,本文设计了一种新型集成位置传感器,作为位置反馈单元应用于二相混合式步进电动机位置伺服系统,提供实时的位置信息.这种传感器结构简单、成本低廉,与电机为一体化结构.其工作原理是基于双凸极电机的绕组电感是转子位置的周期函数,通过检测传感器绕组电感的变化间接获取电机转子位置信息,属于电感法位置检测范畴.本文从二相混合式步进电动机的等效磁网络模型出发,推导出了其适合控制的较为简单的数学模型.并对二相混合式步进电动机矢量控制作了理论研究,指出混合式步进电动机由于定转子间气隙极小,其饱和非线性较一般种类电机严重,对矢量控制效果的影响较一般凸极永磁同步电动机显著.为此,本文建立了充分利用混合式步进电动机电磁转矩和磁阻转矩的矢量控制方法-最大转矩/电流控制.在此基础上设计了一种变增益PI速度控制器,将比例和积分增益设置为速度误差的函数,在电机运行的不同时刻采用不同的控制增益,以加快电机响应速度和减小其稳态误差.此方法计算量小,实验证明获得了较传统PI控制更好的动静态性能.为进一步提高二相混合式步进电动机矢量控制位置伺服系统的鲁棒性和抗干扰性能,克服电机参数时变及外界扰动的影响,本文设计了一种新型高性能的参考模型自适应模糊神经网络控制器.首先在理想情况下的电机动态模型基础上按照经典控制理论设计了IP位置控制器以满足伺服系统预定的性能指标,相应的系统传递函数选作参考模型.而后为使系统保持良好的模型跟踪能力,建立和实现了参数在线调整的模糊神经网络控制器.仿真和实验结果表明系统具有良好的性能.同时也证明基于数学模型的经典控制与具有自学习功能的智能控制相结合的方法是一种可行的,也是较好的控制策略.基于控制专用数字信号处理器TMS320F240,本文设计了一套二相混合式步进电动机位置伺服系统控制器.采用基于双H桥的恒流斩波驱动和全数字化控制方式,实现了对二相混合式步进电动机的精确定位和快速响应控制.实验结果表明,系统具有良好的定位精度及刚度,性能指标达到设计要求,是一套高性能的混合式步进电动机位置伺服系统,具有广阔的市场应用前景.