随着无人机事业的发展,对其飞行控制系统的性能要求越来越高。作为飞控系统的执行部件——舵回路,其性能在整个系统中起着举足轻重的作用。舵回路不仅要求具有体积小,重量轻,工作可靠,承载能力强的特点,而且要有较高的定位精度和较快的跟踪速度。本文首先论述电动舵回路的特点,针对现有舵机控制器的特点及存在的问题提出了改进途径。根据无人机舵回路的功能要求,从舵回路的工程应用出发,研究并完成了舵机关键部件和舵机控制器主要元器件的选型设计。其次,采用基于最小二乘的参数辨识方法,建立了舵回路的数学模型;根据舵回路性能指标要求完成了控制律设计,通过舵回路数字仿真,确定了控制系统各环节的控制参数。再次,完成以C8051F单片机和智能功率模块MSK4310为主控模块的舵机控制器的硬件设计与实现;设计开发了相应的控制系统软件。同时从工程应用出发,根据应用中出现的干扰问题,提出了硬件、软件抗干扰措施,通过实验验证了这些措施的有效性和正确性,提高系统可靠性。最后完成了舵回路速度、位置环性能测试及舵回路的加载实验,并对实验数据和结果进行分析。试验结果表明,控制系统设计方案正确,系统软硬件设计合理、可行,舵回路系统工作可靠,主要性能指标满足设计要求。