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应用于空间领域的二维摆镜跟踪控制系统,对其控制精度与系统的响应速度都有较高的要求。本文设计并实现了一套由旋转音圈电机驱动的二维摆镜系统,并对电机的选择和实验的数据分析都做了详细的阐述。旋转音圈电机具有良好的动态性能以及控制特性,特别是针对二维摆镜独特的有限转角工作模式,与旋转音圈电机的力矩输出模式是一致的。这样一来二维摆镜控制系统的执行机构选用旋转音圈电机就成为了首选。论文首先针对空间通信领域的通信ATP终端做了详细的调研,了解各国光电跟踪设备的各项指标以及采用的控制方法、控制结构,分析了各国空间通信终端的执行电机的优劣势,并且结合二维摆镜的工作特点选择旋转音圈电机作为控制的系统的执行机构。首先对选用的旋转音圈电机的原理分析建立其完善的数学模型。然后分析对象的模型,最后确定采用多闭环的控制结构。多闭环的控制结构能很好的提高系统的刚度以及系统的扰动抑制能力。同时在建立速度闭环时分析了来自编码器差分测速对系统带宽的影响,从理论推导到实验分析,得出了编码器采样频率与系统带宽的关系。实验表明在编码器采样频率对系统带宽的影响是先扬后抑的,采样频率的提高会一定程度提高带宽,这种贡献是有限的,当超过一个频率后系统的速度环精度反而会受到影响。本文进一步建立整体的二维摆镜控制系统,该系统的硬件核心为DSP+FPGA,其中DSP为计算核心,FPGA辅助DSP计算处理时序与通信。本文主要完成了DSP中多闭环控制程序的架构与编写,同时介绍了主程序与中断的关系、模块组成以及控制算法的实现。最后建立由旋转音圈电机驱动的二维摆镜跟踪控制系统,并进行了双轴正弦给定跟踪实验与光路闭环跟踪误差实验,跟踪正弦给曲线1.5~?sin(2??0.5)t时,可以实现E的跟踪误差最大误差0.023°,A轴最大跟踪误差0.0331°,同时跟踪0.15~?sin(2??0.5)t的正弦曲线时,E轴的跟踪误差<14″,A轴的误差<25″。在以CCD为电视传感器的目标光路闭环实验中测目标机动的角度为±2°,测得CCD脱靶量都在±1.5个像素以内。