本文以小型制导炸弹气动舵机为研究对象,应用了电磁学、气压学等相关理论知识,建立了舵机系统数学模型,并对其进行了线性化,并结合实验确立了阀气动舵机系统的传递函数。为进行系统的性能分析和设计,我们首先建立PWM线性化气动舵机数学模型。PWM线性化气动舵机系统的数学模型主要包括5个环节,它们是电磁铁部件、阀控缸部分、负载方程、脉宽调制放大器及反馈回路。电磁铁部分的数学模型比较复杂,在线性分析时一般将其按理想开关或延时环节加开关。为了突出气动阀部分对系统性能影响,将电磁阀按理想开关元件处理,即电磁铁开启与关闭与电信号同步,暂不考虑延时,其延时在控制方法上进行克服。本论文建立了气动舵机系统在simulink环境下的仿真模型,并对系统进行仿真分析。结合系统的设计指标要求以及机械部分和控制系统设计参数,确定了各仿真环节的参数,最终对比分析了气动舵机系统引入超前校正环节前后,系统的阶跃响应特性、静特性和频率响应特性。舵机的性能指标主要包括低速运行条件下的稳定性及对指令的精准、快速的响应性能,为实现上述要求,在现代控制设计及工程设计中主要采用基于脉宽调制(PWM)的控制方法。并且经过大量的科研理论证明及实际工程实践证明表明,此类方法具有较好的控制效果,并且在以消除低速爬行方面具有很好的效果。采用上述方法设计舵机控制器,将连续的控制信号进行转化处理,最终转换为PWM信号,然后将其输入至驱动器。本论文采用脉宽调制线性化伺服控制系统控制电磁阀开关动作,最终实现完成控制设计。舵机控制系统选用的处理器为TI公司生产的TMS320F28335系列DSP,并根据实际任务要求对相应硬件配套电路进行了研究。利用气动舵机系统的开环伯德图分析了系统的频率特性,针对系统的设计需求,设计了PD控制器。对系统进行超前校正,改善气动舵机系统的幅频相频宽度,改善由非线性环节引起的自持震荡。