在两轴伺服转台中, 为提高激光经伺服转台后的指向精度, 需要保证激光束与伺服转台转轴平行度。通过分析偏差与激光指向精度的关系, 研究提高指向精度的方法。介绍了运用空间直线与平面交点的矩阵求解方法和空间三维矩阵变换理论, 求解伺服转台在静态和动态的情况下, 激光束与反射镜或投影屏的交点。然后根据光的反射原理, 推导出在投影屏上的坐标一般式。通过分析激光在投影屏上坐标的一般式, 分析偏差产生的位置和大小。仿真实验是先假设偏差, 仿真计算出激光在投影屏上的轨迹, 然后通过一般式, 求出偏差的位置和大小, 与仿真假设的偏差进行对比来验证一般式。最后通过激光照射试验, 验证了运用一般式计算偏差产生的位置和大小的正确性。根据两轴伺服转台的激光投影轨迹, 运用推导出的一般式计算偏差的位置和大小, 为提高激光束和转轴的平行度提供了计算依据, 有效提高激光指向精度。

基于虚拟仪器技术,利用NI USB-4431数据采集卡、LabView软件研发了一种伺服转台Stribeck摩擦测量系统,实现对光电设备伺服转台的Stribeck摩擦力矩测试.该套系统通过LabView程序控制USB-4431数据采集卡,实现了对转台速度、加速度、电流的采集、显示、存储、数据分析等功能.以某一光电设备T型架方位转台实验,获得该转台的最大静摩擦力矩参数、库仑摩擦力矩参数、临界速度和黏滞摩擦系数.经验证,将摩擦参数带入模型中,正弦曲线引导下,转台仿真与实验的速度相关系数达099.该系统人机界面友好,可实现在线显示与测量,提供丰富接口,系统功能可做进一步扩展.

在捷联寻北仪工作过程中，摩擦非线性造成转台伺服系统低速不平稳性，导致陀螺输出漂移变大，影响寻北精度。为了提高伺服转台速度平稳性，设计了自抗扰控制器，实现转台的稳速控制，保证转台快速、平稳定位，以便减少陀螺漂移。仿真结果表明，与采用 PID控制相比，速度稳定回路获得较好的动态性能，快速性、平稳性和抗干扰能力都得到提高；实验结果表明，动力调谐陀螺输出更加平稳，减小了陀螺输出的随机漂移，寻北误差从 34.4″减小到 27.7″，有效地提高了系统的寻北精度。

为降低摩擦对光学精密伺服转台速度跟踪精度的影响，提出了基于LuGre模型的转台摩擦参数辨识和补偿方法。首先，分析转台在自由减速过程中的速度过零现象，采用遗传算法拟合减速曲线从而获得转台摩擦参数和转动惯量；然后，通过仿真实验验证辨识方法；最后，利用辨识得到的参数计算摩擦补偿并叠加到转台速度伺服系统。实际实验系统的数据更新率达1 kHz，已实现了速度-电流双闭环控制。实际拟合实验中，拟合与实测速度曲线的误差均方差为2.9×10-3rad/s；速度跟踪实验中，对于幅值为0.032 4 rad/s ,频率为0.5 Hz的给定正弦信号，摩擦补偿消除了波形失真，系统速度跟踪误差的均方差减少27%。实验表明，用该方法测量转台摩擦参数精确度高，基于辨识参数的摩擦补偿可提高光学伺服转台低速低频段的速度跟踪精度。

高精度伺服转台通常要求能够在极低的速度下实现位置的实时跟踪,所以,对转台的速度控制系统提出了很高的要求.介绍了一种用于高精度伺服转台的速度控制系统.在结合电机的物理参数及其数学模型进行详细分析后,在使用PID控制器的基础上进一步提出了按照最佳二阶模型进行开环设计的速度控制方案.给出了理论设计值和实际测得的模拟速度环幅频和相频曲线.并由此得到系统的谐振频率约为118 Hz,闭环带宽约为230 Hz,伺服转台最低速度可以达到1.06"/s,即14 d/r.由于系统的速度控制指标为1 d/r,因此该模拟速度环达到并且优于预定的指标.