机电作动器(EMA)作为未来飞控作动系统的核心执行单元,其动态响应性能、稳定性和可靠性等直接影响整个飞控作动系统的性能。本文以一台永磁同步电动机(PMSM)驱动的直线型EMA为基础,搭建了一套高性能全数字EMA伺服驱动系统,考虑到系统本身的非线性和强耦合等特点,给系统设计带来了困难,本文将Backstepping控制方法应用到EMA伺服驱动系统的设计中,以期在简化系统设计过程的同时,提高系统的稳定性,并通过仿真和试验验证了其可行性。本文介绍了EMA的背景、发展历史和关键技术,然后搭建了永磁同步电机、机械传动机构和负载的数学模型。其次设计了以矢量控制技术(FOC)、空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)为基础的三闭环控制系统,通过Backstepping方法与Lyapunov稳定性相结合分别设计了位置环、速度环和电流环控制器,并在Simulink中搭建仿真模型,对设计的EMA伺服驱动系统进行了仿真验证。然后根据EMA伺服驱动系统的需求设计了以智能功率模块为核心的功率电路及以DSP+CPLD+RDC为核心的控制电路,搭建了硬件试验平台,在此基础上通过CCS编写了一套以DSP为核心的嵌入式控制系统。最后,分别对阶跃给定位置信号和余弦给定位置信号进行跟踪试验,试验结果验证了基于Backstepping方法设计的EMA伺服驱动系统的可行性。