目前,对于大型工件,采用传统的有导轨测量,测量装置中需要配备与被测工件尺寸相当长度的导轨,大长度导轨在实践中的困难较大,甚至是无法完全实现的。因此,研究其它无需导轨导向的激光干涉测长的方法和实用技术,就显得尤为重要。应用传统的激光干涉仪,实现激光跟踪测量系统就成为一项具有现实意义的工作。激光跟踪仪和激光追踪仪是基于激光跟踪测量系统下的两种测量工具。激光跟踪仪属于被动跟踪,是被动地跟踪目标靶镜进行测量。而激光追踪仪属于主动追踪,测量过程中要事先对目标靶镜进行路径规划,实现激光追踪仪对目标靶镜的主动追踪。本课题的目的就是在传统商业激光跟踪仪的基础上,设计一台专用于校准坐标测量机与数控机床的激光追踪仪。本课题为我国激光跟踪测量系统的自主研制和创新研制提供了技术储备。论文主要围绕激光追踪仪的跟踪控制系统进行研究,具体内容如下:(1)分别设计了基于STC15F2K60S2单片机和基于MPC08SP运动控制卡的两种激光跟踪控制系统。(2)进行了单板硬件电路的设计,包括四象限光电二极管光信号的I/V转换和信号处理电路、信号的AD采集电路与电机控制电路。(3)基于四象限光电二极管的工作原理,通过极坐标公式和坐标变换公式推导了四象限光电二极管在对角线算法中输出信号与激光光斑偏移量之间准确的数学模型,为后续的控制算法提供了参考信号。并完成了数学模型的验证实验。(4)设计了稳定可靠的数字式PID控制器,完成了跟踪控制系统的电机选型,传递函数的推导,通过MATLAB中的Simulink软件对电机控制参数进行仿真,调整并改良参数。