机械相控阵列天线采用螺旋天线作为辐射单元,通过机械转动螺旋天线单元达到预定的辐射相位以实现微波的定向辐射和波束控制。使用电机等驱动设备与螺旋天线单元相连,通过驱动电机实现螺旋天线单元的转动,从而实现辐射单元辐射相位的控制。电机控制系统是机械相控阵列天线的重要组成部分,它的性能直接影响螺旋天线单元的移相速度和定位精度,进而影响机械相控阵列天线的性能。永磁同步电机省去了励磁装置,无需励磁电流,具有功率因数高、结构简单、体积小等优点,因此适用于螺旋天线单元的驱动控制。针对传统多轴伺服驱动器软硬件划分不合理、难以满足高性能多轴伺服驱动系统的问题,本文基于软硬件协同的设计思想,提出了一种基于MPSoC的多轴伺服驱动控制器方案。在单片FPGA内,集成主处理器、多路电机驱动控制模块、网络通讯等功能模块,构建多轴伺服电机驱动控制片上系统;其每一路电机驱动控制模块通过软硬件协同完成单轴伺服电机的位置、速度和电流闭环控制。该方案具有结构简单、实时性强、响应快速、可扩展性强等优点。为了软硬件协同完成单轴电机的速度和电流闭环控制,将具有高实时性、控制算法相对单一的电流矢量控制算法采用纯硬件逻辑方式实现,而具有强灵活性或随机性的速度闭环控制算法采用内嵌的从处理器软件方式实现。采用Verilog HDL设计了电流环伺服控制IP核,包括相电流采集及处理、坐标变换、PID控制器、SVPWM、速度/位置计算等功能模块;利用Modelsim软件进行功能仿真,验证了设计的正确性。在Nios II从处理器中采用C语言实现了与主处理器数据交互、速度闭环控制算法和参数配置等功能。为了验证多轴伺服驱动控制器方案,构建了三核处理器片上系统,可实现两路伺服电机独立、同步的驱动控制。采用片上共享内存与MUTEX核结合的方法实现主处理器和从处理器之间的数据交互,给出了多处理器片上系统上电自启动的解决方案。搭建了伺服电机实验平台,对电流环、速度环控制性能进行了研究,实现了40KHz、10KHz的电流环和速度环闭环控制。结果表明:具有较好的电流动态响应,但超调量较大;在给定速度400r/min、1000r/min、1600r/min下,动态响应时间分别为10.8ms、17.3ms、24ms,稳态误差分别为2.05%、1.13%、0.9%;以梯形速度剖面运行时,速度响应快,未出现明显超调,稳态误差≤0.63%。实现了两轴电机的并行、同步控制,且每路电机具有速度跟随快、电流环延时小的特点,验证了本方案的可行性与有效性。