激光跟踪探测是集光学、激光、精密机械、运动控制及集成电子等多种技术为一体的综合性技术,因其具有测量范围广、精度高、速度快、非接触等优点已被广泛应用于大尺度工业测量及航空航天等领域。而高精度二维闭环伺服控制作为激光跟踪探测中的关键技术,其跟踪性能、闭环控制精度、稳定性及响应速度等性能指标直接影响着整个系统的探测精度。因此对此项关键共性技术的研究对激光跟踪探测系统有着非常重要的意义。本课题针对以圆感应同步器、直流力矩电机及二维旋转支架构成的闭环伺服控制机构的高精度闭环伺服控制进行了研究,具体的研究内容如下。首先,根据对圆感应同步器原理及主要误差因素的分析,设计了高精度的感应同步器测角电路,电路中通过合理设计激磁信号源、电路滤波及电磁屏蔽,使得细分电路不仅具有很高的细分精度,同时稳定性好、抗干扰能力强。其次,针对闭环控制电路响应速度快、精度高、能够精确获取跟踪偏差信号的要求,设计了基于DSP与FPGA的高精度位置伺服系统硬件电路,该电路具有控制灵活、性能可靠、响应快的特点。然后,在上述硬件平台的基础上,对闭环伺服系统的软件进行了设计及调试,讨论了PID控制算法的基本原理,推导了直流电机的数学模型,并对调节器函数进行了双线性变换,得到控制的传递函数。最后对圆感应同步器测角电路的性能及整个闭环伺服系统的响应特性及位置闭环精度进行了实验测试。实验结果表明:控制系统中两轴的角分辨率分别达到了1.76角秒和0.88角秒,系统稳态波动量仅为±1个脉冲,定位精度优于±5.3角秒。