步进电机是一种数字电机，具有无累积误差、性价比高等优点，被广泛应用于生活和生产领域中。异于其他电机，步进电机必须使用驱动器才能工作。步进电机运行时存在低频振荡和矩频特性，是设计驱动系统必须考虑的两大难题，驱动器性能的提升影响着步进电机的发展前景，因此研究一种高性能步进电机驱动系统及控制方法具有重要的实际意义。本文主要研究二相混合式步进电机高性能驱动控制系统，实现减小低频振荡和改善矩频特性目的。首先分析目前常用升降速控制技术，对比不同的时间速度曲线，推导理论控制方程，在此基础上提出一种改进的升减速控制方法，即指数形式结合台阶模式的加减速控制技术。其次，以Logistic增长方程为模型，通过分析矩频特性曲线，提出一种基于调频调压驱动模式的电流补偿控制技术，并采用高斯-牛顿法拟合实验数据，得出调频调压控制曲线，实现电机的供电电压实时有效的跟踪运行频率。搭建实验研究平台，以STM32F103微处理器为核心设计控制系统，包含单片机控制电路、功率驱动电路、调频调压驱动电源及电流采样反馈电路。给出详细的设计方案，并分析各个电路的工作原理。设计了上位机控制界面，方便实验控制与研究。通过实验平台验证控制方案的优越性，给出相应的实验波形。研究表明：该驱动系统具有结构简单、可移植性强等优点。系统运行时不仅平稳，且提高了高频性能，具有一定的研究和实用价值。