光电跟踪系统是一种跟踪空间机动目标的现代化测控设备,随着对其捕获跟踪能力的不断提高,对其子系统—伺服控制系统控制能力的要求也越来越高。伺服跟踪系统的动态性能和稳态精度决定了其跟踪精度,研究数字伺服控制器解决动态性能和稳态精度之间的矛盾问题,具有切实的理论研究价值和实际工程意义。第一部分硬件平台和软件开发系统搭建。详细分析光电跟踪伺服系统各模块的自动控制数学模型,明确伺服控制器设计的功能需求,开发基于DSP/FPGA的伺服控制器的硬件平台,包括DSP和FPFA电路、PWM功率放大驱动模块、光电编码器的接口电路、保护电路等。接着详细介绍了软件开发系统,包括软件设计工具和设计流程。第二部分为实验与数据处理。对被控对象(电机与跟踪架)进行了模型辨识,重点在于充分利用全数字化伺服控制器的优点,运用频域方法得到准确的数学模型。通过对速度信息和位置信息的校正、补偿,实现双闭环控制,研究多环控制结构的带宽匹配问题,提出合理的匹配关系。运用惯导元件(加速度计)采集前馈源信息,实现了前馈控制和等效复合控制,前馈和反馈控制技术的结合保证跟踪平台的高精度与稳定性。建立光电经纬仪伺服系统仿真模型,对比研究仿真结果与实验数据,取得了仿真结果与实际测试结果一致的效果。基于上述理论与实验分析,本文认为,对于伺服控制器软、硬件的研究,对于实现工程上控制性能—“稳”、“准”、“快”三者平衡,提供了有力助推。