微波辐射计在对地探测、大气环境监测、气象系统监测和气象灾害警报等领域发挥了重要的作用。对微波辐射计天线扫描驱动伺服系统实现更精确的控制,有利于从气象卫星上获取更高分辨率的图像,从而对大气环境或地球表面实现更精准的探测和观察,因此天线扫描驱动伺服系统一直是微波辐射计领域的一个研究热点问题。本文将表面式永磁同步电机（PMSM）作为重点研究对象,研究内容如下:首先由于PMSM旋转带动天线进行扫描,所以在PMSM控制方法上引入矢量控制策略,通过坐标系变换、电机的数学模型、空间矢量脉宽调制技术（SVPWM）以及PI控制,构建一个包含电流环,转速环和位置环的三闭环矢量控制系统,为后续天线扫描驱动伺服系统的搭建提供理论基础框架。其次,在太空中电能供给有限的条件下,针对常规SVPWM控制策略控制开关器件时,开关器件在负载电流较大或较小扇区均存有开关动作,导致开关频率较高以及开关电流较大,从而增加了开关元器件开关损耗的问题,本文采用最小开关损耗SVPWM控制策略解决该问题。该控制策略采用依据负载功率因数角的变化,不断调整开关器件的未开关扇区所处的位置,使未开关扇区尽量位于负载电流较大区域的方法,降低开关器件的开关损耗,从而降低天线扫描驱动伺服系统的电能消耗。仿真结果表明,最小开关损耗SVPWM技术能够有效减小开关电流对开关损耗的影响。然后,在本设计中天线的非线性控制场合条件下,天线的控制要求需要达到转速响应较快,超调量较小,以适应微波辐射计的“变速”工作模式。针对PMSM矢量控制策略中,由于常规PI控制器容易产生转速超调较大,转速响应较慢,整定后PI参数不易改变,不适用于非线性控制场合的问题,设计了一种参数自整定模糊PI控制器解决此问题。仿真结果表明,在电机的匀速和变速扫描阶段,该控制器可以有效减小天线扫描驱动伺服控制系统的过渡时间以及超调量,提高控制系统的稳定性。最后,基于控制系统的功能目标,绘制了硬件电路总体框图,围绕STM32主控单元设计了天线扫描驱动伺服控制系统的电路以及软件程序;搭建了系统实验环境,进行了实验。通过对比匀速扫描和变速扫描模式下的电机速度波形,验证了天线扫描驱动伺服控制系统在参数自整定模糊PI控制的作用下,相比于常规控制方法,转速超调量小,过渡时间短,波形品质更好。实验结果基本上实现了预期目标,验证了所设计天线扫描驱动伺服系统的正确性。