谐振频率是影响伺服机构动态性能的重要参数之一。本文以导引头伺服机构为被测对象,论述了精密伺服机构谐振频率测试系统的设计开发过程,并对设计中的关键技术进行了深入探讨。论文首先对伺服系统进行数学建模,通过分析讨论伺服机构谐振产生的原因、造成的影响以及抑制的方法。同时对比分析了多种谐振频率测试方法的优缺点,并最终采用正弦逐点扫频测试方法。此后论文紧密围绕导引头伺服机构的特点,对核心的电气部件进行针对性选型,制定出谐振频率测试系统的总体方案。论文接着详细介绍测试系统的硬件设计方案。硬件系统由控制板、RDC旋变解码板以及功率放大驱动板等组成。其中控制板以DSP+FPGA为核心,并辅以通信电路、接口电路、高精度DA输出电路以及电源管理电路等模块;RDC旋变解码板是以AD2S83为核心解码芯片,配以32位的DDS励磁电路,CPLD配置电路以及各级滤波、功率放大电路等构成;功率放大驱动板是以MSK4253为核心驱动芯片,配合外围滤波、参数设置电路等组成。此外论文还针对各个电路板特点采取恰当措施来提高信号完整性和抗干扰性等性能指标。论文根据测控技术的要求,详细论述了系统软件的设计方案。系统软件支持两种工作模式,控制模式下可执行双环PID控制伺服的精确指向功能。测试模式下可在断开位置环和速度环后,对伺服机构进行正弦逐点扫频。其中两种工作模式具体还包含了模块初始化、与上位机的通信、实时速度采集等功能的设计和实现。同时本文在软件具体实现中还穿插有DSP与FPGA功能实现的编程技巧,如外扩总线、状态机、乒乓操作等技术,并在工程经验上作了详细的介绍。最后,论文详细给出硬件系统各功能板的调试过程及实验结果,并对各单板性能实验测试,以导引头伺服机构为被测对象,完成了指向功能以及正弦逐点扫频测试。通过将所采集到的速度数据上传至上位机数据处理并绘制出了幅频曲线和相频曲线,并找出机械谐振频率,验证了本系统设计的正确性。