随着社会科技的进步,自动化技术在民用、工业和军事上的应用也越来越广,对于摄像头的稳定性和精度的需求也在逐渐地提高。为了获取更加精准的数据信息,使用增稳云台作为摄像头的承载基座已经有成为市场主流的趋势。不仅在军事和工业上,增稳云台在民用领域的应用也是在与日俱增中,用于低空拍摄和手持拍摄等等。尤其在空中测绘和实况监测领域,有着重要的作用,对我国的经济和安全影响重大。本课题针对目前市场上对于民用增稳云台的需求,发现现有增稳云台控制系统的短板,现在市面上多使用SPWM或者普通SVPWM的驱动方式,效率低转矩脉动明显,所以本次课题使用能够实现恒转矩控制FOC电机驱动控制算法,进行增稳云台控制系统的研究与设计。本文首先对本课题的研究背景和应用意义进行了阐述和分析,并针对目前市面上已有的增稳云台方案的短板进行分析讨论。然后对增稳云台控制系统的整体框架进行了分析和设计,对电机、增稳运算主控制器、电机驱动控制器、姿态传感器和电机位置传感器等重要硬件进行分析和选型同时也对所需要使用到的算法选择进行了描述。分析了增稳云台控制系统的需求和注意事项,并针对这些问题进行了阐述和提出对应的解决方案。然后本文针对云台的整体方案做了系统设计,选定了使用的选用了磁场定向控制(FOC)驱动永磁同步电机作为云台的增稳动力来源。用扩展卡尔曼滤波器作为数据融合核心、四元数算法解算云台姿态。同时,为了获得更好的增稳响应和性能,使用模糊PID对控制云台姿态增稳收敛。分别对磁场定向控制(FOC)、扩展卡尔曼滤波器、模糊PID进行了理论推导并建立数学模型同时使用Matlab对模型进行仿真设计,从理论上验证算法的性能和可靠性。在搭建好的硬件平台上,以分析的理论为基础,通过程序实现对电机的驱动控制和算法增稳效果。通过不断地进行实验得到模糊PID的经验参数值,并且通过不断地优化模糊PID的参数,优化增稳云台的整体效果。设计完成后对电机的转矩波动和增稳效果进行测试得到增稳云台的效果数据,然后对数据进行分析验证系统的性能。最后总结本次课题的完成情况,分析本次课题设计的优点和不足,并且提出对不足之处将来的优化方向。