目前,小功率电动舵机的研究已经取得了较快的进步。相比之下,大功率电动舵机的研究还存在诸多问题。电动舵机在大型弹道导弹上的应用也不多,电动舵机伺服驱动系统的网络化研究还不成熟。本论文围绕以上问题在电机设计、控制器硬件开发及控制策略等方面对大功率电动舵机系统进行研究,同时引入了基于Ether CAT的伺服驱动系统通信技术。根据导弹舵机小型化、高功率密度等技术要求,本文对大功率导弹舵机用永磁同步电机进行了设计。对转子的结构进行了合理的选择和优化;合理确定了电机的槽极方案;对电机各部分的材料尤其是电机转子永磁体材料进行了合理选择。此外,利用JMAG软件对电机模型进行了电磁仿真分析,利用仿真得到的转矩波动数据、磁密数据、及铁损、铜损等参数对电机方案进行分析。本文对驱动大功率伺服系统工作的控制器进行了详细的设计。在控制器硬件电路方面,对控制器的功率驱动部分、电流反馈部分、角位置信息反馈部分进行了相关设计;对于信号检测部分,在母线电压信号检测和温度信号检测方面做了相应设计;此外,为增加系统的抗干扰性和安全性,在母线输入端进行了抗干扰设计,为避免上电断电时的过大冲击也做了保护设计。为了实现对电机的控制,本文采用了基于PID原理的电流环、速度环、位置环三闭环控制策略,并为进一步优化控制效果引入了弱磁控制策略。为实现多芯片间通讯和通过Twin CAT主站控制电机运行的功能,在基于Ether CAT的从站通信系统硬件上做了优化,设计了软件通讯时序并编写了通讯程序;此外,通过实验对实际通讯效果进行了验证。本课题搭建了大功率伺服系统实验平台。一方面对硬件系统的基本性能如电机反电动势系数、电机力矩系数以及功率开关元件IGBT的开关延时进行了测试。在系统正常的基础上,基于PID控制对系统进行了电流环和速度环的调试,使系统工作于最优状态。为了满足大功率电动舵机输出高转矩、大功率的要求,对电机进行了加载实验用以测定其实际输出转矩和功率,同时测定电机的实际效率。另一方面,用小电机系统对电动舵机的跟踪特性程序进行了实验验证。