高动态电动舵机控制系统是一种较为复杂的伺服系统,在控制性能要求上较高,特别是对位置控制精度的要求更为严格,高动态电动舵机不仅在位置控制精度上要高,对舵系统的快速性能也同样重要。本文根据舵系统的性能要求以及其自身特点,设计了一套完整的舵控制系统,并对该控制系统进行了研究。首先介绍了舵系统的组成结构及其工作原理,根据各组成部分的工作原理,建立了相应的数学模型,依据舵系统的工作过程,通过MATLABSIMULINK平台进行模型搭建,为后面不同控制器下舵系统控制研究奠定基础。课题中详细介绍了无刷直流电机的组成与工作原理,无刷直流电机是继有刷直流电机后的一种新型的永磁直流电机,对于永磁无刷直流电机抛弃了守旧的有接触换向的理念,而是通过位置传感器与电子换向器来实现这种无接触换向的,这种无接触换向给系统的性能有很大的提高,并且还有调速性能、控制性能好、转动力矩大、调速范围宽、效率高、运行平稳等特点。本文重点分析了在两种不同控制器下舵系统响应速度与跟踪效果。首先介绍了传统的PID控制,这种控制方法的优点是原理简单、使用方便,且这种方法相对来说比较成熟,在控制精度要求不是很高的系统中应用较为广泛,缺点是受外界干扰及被控对象参数变化影响较大;根据PID控制可以发现其性能上存在不足之处,从而设计了另一种控制器,即滑模变结构控制,这种控制器对外界干扰及被控对象参数变化影响较小,所以有效的解决了舵系统的抖动问题,但是这也是在理论的情况下才可以实现,其实滑模变结构控制也有其不足之处,由于其自身的性质的原因也会出现抖振的情况,在本文中做了详细的介绍。在硬件的设计上,本文所使用的是TI公司生产的DSP-TMS320F2812芯片作为控制器核心,其中,硬件设计部分包括:驱动电路、三相逆变电路、光电隔离电路、通信接口电路等。通过对硬件的调试,观察PID控制器与滑模变结构控制器下舵系统的性能。