基于微机电系统(MEMS)技术的近红外光谱已成为便携式近红外光谱技术的热点。然而,MEMS微镜在长期工作过程中,由于自身特性变化以及外界振动等因素的影响,导致其运行过程中产生角度偏转,进而影响光谱仪的性能。此外,微镜驱动系统还存在变量耦合问题,常规控制方法难以满足近红外光谱仪的性能要求。本文研究了微镜控制策略以解决上述问题。本文在介绍了课题研究背景之后,第二章首先阐明了电热式MEMS微镜的驱动特性,分析了微镜角度在运行过程中发生偏转的主要原因;通过驱动电压与MEMS微镜X轴、Y轴方向偏转角的试验测试,分析了微镜的耦合特性以及可行的变量配对方法;最后,利用最小二乘法完成MEMS微镜驱动系统的模型参数识别。第三章首先介绍了MEMS微镜驱动模型的相对增益分析和解耦网络设计方法,然后根据MEMS微镜的实际工作条件,设计了一种改进的PID控制器组成一个PID解耦控制系统,并进行了仿真研究,以处理系统耦合和干扰。第四章在简要阐述了模型预测控制与扰动观测器的原理后,针对MEMS微镜驱动系统的耦合与扰动,将扰动观测器与模型预测控制相结合,形成一个复合控制系统,仿真结果表明该复合控制结构可以全面补偿MEMS微镜驱动系统中的干扰。第五章进行了MEMS近红外光谱仪系统的调试和性能测试,在企业实验环境下搭建测试平台,测试MEMS微镜移动过程中的偏转角度,以及MEMS近红外光谱仪的长期测量重复性。测试结果表明,在闭环控制作用下,MEMS微镜运动过程中的偏转角被控制在0.005左右,MEMS近红外光谱仪的性能比项目规范要求的0.01控制目标有所改进。本文所设计的近红外光谱仪控制方法,可有效处理MEMS微镜驱动系统的耦合与扰动,对推动MEMS近红外光谱仪的便携式发展具有很好的参考价值。