随着科技的进步,人们对调平系统的精度和速度要求也是越来越高。机电式调平系统因其固有的自锁和连续传动等特点使其调平精度和调平后的静态精度都远远高于目前广泛应用的液压式调平系统。相对于液压式调平系统,机电式调平系统的突出缺点就是结构笨重,功率密度低,调平速度相对较慢。所以机电式调平系统的简便化与快速化便是其研究与发展的方向。本文主要研究了应用于高精度场合的机电式调平系统,分析了其调平性能和支撑结构。通过研究模糊控制和滑模变结构控制,结合两种控制方式的优点提出了可以应用于机电式调平系统的模糊Bang-Bang控制方法,提高了系统的调平速度,并降低了系统在切换线附近的抖振。最后设计了一套基于STM32的嵌入式控制系统,实现了平台的快速、稳定和高精度调平。本文的研究内容和创新工作概括如下：1.研究了调平系统物理结构,根据系统的性能要求选择了支腿数量和支撑方式,研究了机电式调平系统中的动力系统、传动系统和转速测量系统,并建立了各个系统的数学模型。研究r四点式支撑系统所具有的9种倾斜模式,并给出了各种倾斜模式下支腿间的长度关系。介绍了应用于调平系统的MEMS顷角传感器及其数据传送方式。最后结合各个机构和调平系统的倾角模型,建立了整个机电式调平系统的数学模型。2.研究了Bang-Bang变结构控制方法,提出可以应用于机电式调平系统的Bang-Bang控制方法,使系统通过一次切换控制即可到达目标位置,在此过程中电动机一直一最高转速运转且无调速过程,提高了系统的运行速度,并从理论上进行了证明。仿真结果表明了该方法的快速性和有效性：研究了模糊控制理论,总结了可以应用于电动机控制的四段式模糊规则设计方法,Simulink仿真结果表明了该方法的有效性；针对单纯的Bang-Bang控制对非固定负荷系统适应性差的缺点,提出了变切换线的控制方法。结合模糊控制的特点提出可以应用于机电式调平系统的模糊Bang-Bang自适应控制算法,系统中的模糊控制器根据负荷的大小动态的改变切换线系数,降低了系统的抖振,提高了系统对环境的适应能力。仿真实验结果表明该方法能够明显的提高系统对变化负载的自适应能力。3.根据系统需求采用STM32F103ZET6芯片设计了可以应用模糊Bang-Bang控制的调平系统控制器,设计过程中充分考虑运行过程中高电压大电流环境下系统的抗干扰能力,采用隔离、负压、阻容吸收、能量控制和合理走线的方式来提高抗干扰能力及系统的稳定性；采用μC/OS操作系统设计了系统调度任务和调度方式,提高了单片机对复杂系统的可控性。最后设计了适应于STM32单片机的模糊Bang-Bang控制算法。4.测试了控制器的对支腿伸缩的控制性能,并以此为基础测试了机电式调平系统的静态稳定精度,然后采用搭载有模糊Bang-Bang控制算法的实际控制器在机电式调平系统中进行自动调平验证,获得了满意的实验结果,其最终调平精度优于0.05°,达到设计目的,证明了本文算法的正确性和实用性。