控制力矩陀螺框架伺服控制性能决定着控制力矩陀螺力矩输出的性能,因此对控制力矩陀螺伺服控制技术的研究具有重要意义。本文围绕控制力矩陀螺框架伺服控制技术,对如下内容进行了深入研究。文章结合永磁同步电机的数学模型和框架伺服系统扰动力矩模型对框架伺服系统进行了数学建模,并定性分析了框架伺服系统扰动因素的对框架伺服性能的影响。本文研究以旋转变压器作为角位置传感器,介绍了基于旋转变压器的两种测速方法。针对角位置差分测速法在超低速下存在的测速“爬行”现象,提出一种基于二阶转速预测结合多周期前向差分的测速方法,仿真结果表明该方法能够保留多周期差分测速精度高和分辨率高的优点,同时对差分测速的相位延迟也能够有效进行补偿。基于永磁同步电机数学模型设计了三闭环内模控制器,并在Simulink中进行仿真建模,仿真结果表明永磁同步电机内模控制相对传统PI控制有较高的鲁棒性和抗扰性。最后利用单神经元参数自适应整定算法对永磁同步电机内模控制器进行改进,有效抑制了内模控制模型失配对控制系统的影响。设计了以DSP+FPGA为控制核心的永磁同步电机硬件控制电路,结合实验室现有某型号控制力矩陀螺框架系统搭建实验平台,先通过实验测试旋转变压器测角测速精度,然后实现控制力矩陀螺框架闭环控制,测试框架伺服系统的角速度控制性能和角位置指向性能,通过实验数据分析发现本文设计的框架伺服系统具有较优的控制性能。