两相混合式步进电机因其控制简单、定位精确、成本低等优点而广泛应用于工业和消费电子领域。步进电机的控制在传统应用场合下大多以开环控制为主,其主要存在低频振荡、转速不高、带载能力差、失步等缺点。近年来,随着现代工业应用的不断发展,人们对步进电机的应用场合提出了越来越高的要求,追求更高精度和动态响应以及提高高速带载能力成为新的研究热点。因此深入研究步进电机控制系统以提高其控制性能具有实际的工程意义和理论意义。首先,本文在深入研究步进电机的运行机理和永磁交流伺服系统闭环控制机理的基础上,推导了其在dq坐标系下的数学模型,确定了闭环控制系统的原理框图;通过分析双H桥逆变器拓扑结构设计了一种上下桥臂互补导通、对角桥臂同时导通的控制方式,并基于此借鉴了三相空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)方式,重新推导了基于双H桥逆变器的空间电压矢量脉宽调制方法,同时设计了积分分离PI调节器,引入了以电流环/速度环为内环和位置环为外环的闭环控制结构,最终形成两相混合式步进电机高性能闭环驱动系统。其次,为了验证方案的可行性。基于Matlab/Simulink建立了闭环控制系统的仿真模型,该仿真模型中包括积分分离PI调节器模型、电机模型、Park变换及其反变换、SVPWM模型等模型,其中SVPWM模型和积分分离PI调节器模型主要采用的是M语言实现的;并同时从多个方面对该系统模型进行了仿真分析,最终论证了本文设计方案的可行性。然后,结合本文控制算法设计了驱动系统的硬件。该硬件包括控制核心及其外围电路、双H桥逆变电路、PWM隔离驱动电路、电流采样和过流保护电路、外部信号输入输出电路和通讯电路等电路,其中控制核心采取的是TI公司生产的DSP芯片。同时,因电路安全的重要性,基于仿真软件multisim对电流采样和过流保护电路进行了仿真,结果表明其能够实现保护功能。最后,以模块化的思想利用C语言编写了两相混合式步进电机高性能闭环驱动系统控制程序,其中包括了转子初始定位程序、电流的模数转换程序、SVPWM算法程序、积分分离PI程序、编码器解码程序等。同时,从多方面进行了必要的实验测试及分析,最终证明了本文提出的控制算法的正确性及优越性。