有限转角电机由于具有结构简单、控制方便、可靠性能好等优点被广泛应用于空间定向扫描镜、导弹陀螺等高精度位置控制系统中。本文根据燃机给油控制装置的需求,针对传统的电机位置控制装置存在控制精度低、工作性能不稳定和热可靠性能差的不足,采用控制精度高的现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array,FPGA）控制方式,并对控制电路板和控制器进行多物理场耦合仿真研究,优化控制电路板的布局布线、叠层结构和控制器的结构,以此增强控制器工作性能的稳定性和热可靠性能,从而设计出一种控制精度高、工作稳定、热可靠性能好及易于升级和改造的有限转角电机控制器。主要工作如下:首先,本文完成控制器的实现及测试。根据控制器的设计需求,以FPGA为控制核心设计出具有电机实时电流、位置、转速获取及电机位置反馈、故障检测、故障输出、故障反馈、电机复位等功能的外围硬件电路和离散增量式的三闭环PID控制程序。之后完成控制电路板的绘制、打样和调试,并通过测试得到其位置反馈输出信号与指令信号之间的误差在1%范围内,其电机位置控制误差在3%范围内,符合控制器设计要求。其次,完成多物理场仿真模型的建立。由硬件电路计算出元器件的功耗,并根据电子元器件的数据手册和控制电路板、控制器的实际结构,利用Altium Designer、Soild Works、COMSOL Multiphysics对肖特基二极管、金属-氧化物半导体场效应晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET）等大功耗器件建立详细的仿真模型,对不重要的元器件、控制电路板和控制器建立简化的仿真模型,为后面控制电路板和控制器的多物理场耦合仿真做好准备。最后,完成对控制电路板和控制器的多物理场耦合仿真及热固优化。为增强控制电路板和控制器工作稳定性与热可靠性,利用COMSOL对控制电路板、控制器箱体进行传热、应力、流体等物理场的耦合仿真研究,得到铜皮厚度和控制电路板及元器件之间的导热关系曲线。接着在元器件及电路板的底部铺铜和加散热孔的方式对电路板进行热固优化,优化后的温度、热应力和形变位移量的平均优化率可分别可达到9.86%、10.47%和22.4%。之后再对控制器散热垫片进行结构优化并采取风扇吹风的方式对控制器进行优化,优化后的温度、热应力和形变位移量的平均优化率可分别可达到35.95%、44.51%和27.33%。