本文是在混合式二相步进电机数学模型的基础上,利用步进电机驱动器控制原理,结合步进电机细分控制理论,设计了一款基于STM32F407控制的细分控制驱动系统,课题研究两轴方向的步进电机协同控制实现太阳的实时跟踪,并且对系统开环和PID控制的位置闭环进行研究。文中首先针对太阳跟踪系统的控制方法进行了研究,分析了各类方法的控制精度,比较后选用了基于天球模型和地平坐标系的视日轨道追踪法,分析了其控制精度,详述了高度角和方位角的计算过程;分析了高精度跟踪太阳的四象限光电探测器的工作原理,控制精度,设计由视日轨道追踪法粗调结合四象限光电探测器精调的控制方案。在硬件设计上,首先介绍了步进电机的内部结构和工作原理,分析了步进电机启制动速度控制曲线;然后介绍了步进电机驱动器的结构、工作原理,以及基于“细分原理”的微步距控制;以主控芯片STM32F407为控制核心,介绍了系统控制框图;四象限光电探测器的工作原理、算法、电路设计;GPS模块的电路设计以及通信协议;最后为控制电路设计DC-DC电源模块。在控制策略上,设计在已知初装位置的基础上,等时长间隔分析当前位置与前一时刻位置差,进而计算步进电机转动角度,此为步进电机开环控制;开环控制实现系统粗调,然后通过四象限光电探测器实现步进电机位置反馈,PID调节实现高精度的位置闭环控制。最后,在设计的实验平台上,实验证明了基于步进电机控制器的细分控制的可行性,仿真了系统的响应曲线,说明了系统“开环控制+闭环PID控制”的控制思路具有较高的控制精度,电机运转平稳,满足工程实践要求。