随着社会的发展、科技的进步,近年来,高精度三维伺服平台得到了快速的发展,其被广泛应用于军事领域和民用领域。本课题基于智能无人车研制项目,以实际应用为背景,针对高精度三维伺服平台的机械结构设计、系统控制方法及如何实现伺服平台稳定和跟踪目的等关键技术对伺服稳定平台进行了研制。本课题主要是对高精度三维伺服平台的研制,主要内容是机械结构系统设计和稳定跟踪控制算法分析。首先,对高精度三维伺服平台进行了总体方案的设计与分析,依据稳定平台的性能要求完成了稳定平台机械结构的建模与设计。并以此为基础,对稳定平台机械结构的加工材料、驱动元件和关键零部件进行了分析、计算及定型设计。其次,本系统基于XGZT-Ⅲ姿态传感器的工作原理,采用经典PID控制算法,对高精度三维伺服平台的稳定和跟踪性能进行了研究。根据三轴坐标下平台的控制机理,对稳定平台控制系统做了内环路速率控制与外环路控制的双环控制结构。基于双环结构控制机理分析,在稳定平台系统中采用经典PID控制在理论上既可以保证光学探头跟踪以常值速率运动的目标信号,又可以消除载体在运动过程中的扰动。同时对稳定平台系统的跟踪精度做了仿真分析。最后,对稳定平台在机械结构设计和系统仿真过程中存在的一些误差因素进行了分析,并通过对这些误差因素的总结与克服以使稳定平台系统达到基本的设计要求。