快速响应和热可靠性是音圈电机伺服系统的两个重要指标。本文从这两个角度出发,研究音圈电机伺服系统。针对位置快速响应的要求,提出了一种时间最优控制且具有自抗扰能力的控制结构,实现了音圈电机位置的快速响应,并具有良好的稳态性能;针对热可靠性高的要求,本文分别从理论计算和实验两个角度对音圈电机的温度进行评估,并提出了一种等效温度评估方法,得出音圈电机的安全工作范围。首先,针对需求,分析了音圈电机的模型。分别分析了音圈电机的状态空间模型和热网络模型。从音圈电机的工作原理出发,推导了音圈电机的状态空间模型。为了消除系统扰动,提高抗干扰能力,本文结合自抗扰控制结构,推导了音圈电机的串联积分模型。建立了音圈电机热网络模型,并确定模型参数,对电机工况下的温度进行计算。接着,针对音圈电机快速响应需求,提出了一种能实现时间最优控制且具有自抗扰能力的控制结构。由于高阶系统时间最优控制律无法直接求解,且离散化难度大,采用神经网络通过数据学习来获得该控制律。为了将复杂的音圈电机控制系统转化为串联积分模型,并提高系统抗扰动能力,设计了扰动观测器,用来精确估计系统总扰动,并加以补偿。构建音圈电机位置伺服控制系统,对其快速性和抗扰性进行仿真验证。为了进一步减少系统成本,提高系统可靠性,对控制系统加以改进,提出了无电流传感器的控制结构。该结构的核心是精确获取位置的高阶微分信号,对此,本文提出了四种解决方案,并对其性能分析和对比。通过实验分别对上述控制结构的性能进行实验验证。最后,对音圈电机温度进行评估。提出一种不依赖模型、短周期、小激励的温度评估方法,来确定任意工况时的温度响应。即通过短时、小激励的低温实验来获得大激励时的温升情况,避免了电机损坏的风险。分别从理论计算和实验两个角度对该方法的正确性进行评估。计算方面包括等效热路法和有限元法。根据所提方法,得出了音圈电机的安全工作范围。对所提方法的误差进行分析,完善算法,提高其准确性。