针对转速反馈电机控制系统中实际转速与期望转速存在偏差无法绝对消除,造成电机转过的角度误差会随时间累积的问题,提出了一种相位/转速混合控制结构。在转速环路基础上增加了相位环路,通过外部输入一个频率稳定的参考方波信号,由混合环路控制电机转速,达到期望值。同时控制电机转过的角度时刻,跟踪参考方波信号的相位,与其保持同步锁定,从而保证电机转过的角度误差不再随时间累积。具体分析了混合控制结构的设计原理,并通过搭建工程实物电机系统进行验证。在参考方波信号频率为100 Hz的情况下,系统达到的技术指标为：稳定时间≤2 s,稳态时转速精度为6 000±10 r/m,相位差≤±50 μs。

构建了一种以国产的 MM32F031为控制芯片的小型便携式步进凝视型 IRST的转台控制系统。主要进行了控制转台进行步进运动的软件设计。为了实现转台步进运动的精确控制，对运动控制功能实现进行分析。结合软件设计方式与数据通讯方式，对软件进行设计并设计了配套的上位机软件。进行测试后该软件符合系统需求。

为达到二维修正目的, 设计了一套以数字信号处理器为主控器的硬件系统。本设计选用主控制器为DSP, 型号为TMS320F28335, 并配合使用光电码盘、全桥控制。介绍了修正系统的研究背景和发展现状, 通过实际修正要求和系统结构, 分别阐述了控制系统中主控制芯片、电机控制、编码器等功能模块, 并对电机控制方案进行设计, 实现控制系统电路的小型化, 满足体积小、成本低、低功耗等需求。

车载扫描凝视系统在扫描成像时由于转台转动而引起的像移必然造成图像质量下降, 进而导致虚警率升高, 要消除像移必须进行像移补偿。基于像移产生原因以及双光楔对光束的导向模型, 推解出因转台旋转而需补偿的光楔的初始位置及旋转速度, 来补偿曝光阶段引起的像移。提出了基于双光楔的像移补偿的新方法。

采用双电机联动控制变倍组与补偿组的变焦方案替代传统的曲线套筒, 实现了采用全透射式结构型式, 相对口径为1/4, 焦距变化范围为342.76 mm~13.15 mm连续变焦光学镜头的机械补偿式变焦。将变倍组设计成步进模式, 作匀速运动, 补偿组设计成位置跟踪模式, 按凸轮曲线作变速运动, 采用双电机全数字伺服控制凸轮(CAM)算法, 将光学设计计算的变倍镜和补偿镜位置对应关系转变为对应的脉冲数输入到CAM表中, 从而确定2个不同运动速度轴之间的位置对应关系。试验结果表明: 双电机控制的变倍组和补偿组位置分辨率达到0.18 μm, 光轴一致性水平方向达到1.9′, 垂直方向达到1.3′。

为了提高直流力矩电机速度控制系统的伺服性能,使精密光电稳定平台具有更好的动态性能和更强的抗干扰能力,提出了一种基于加速度信号的扰动补偿控制方法。该方法建立了标称控制器,并利用加速度信号构造扰动观测器,快速、精确地补偿外界扰动及由模型误差造成的影响,从而提高系统的响应速度及抗扰动能力。实验结果表明,该控制方法显著地改善了电机控制系统的动态性能,使电机响应迅速而且没有超调;对于阶跃型外界扰动,系统的速度仅出现了宽度为0.1 s的脉冲型波动,且幅度比PID控制至少减小50%。此外,控制系统对于电机模型的不确定性具有鲁棒性。本文所述控制方法容易实现,适于工程应用。