稳像云台是基于电控信号的稳定平台,用以搭载高精密光学仪器,可实现广范围的监控、通信和探测功能。由于载体运动及其他外部扰动易对稳像云台姿态产生干扰,进而影响光学仪器的稳定工作,需对稳像云台控制系统进行相关研究。本文以车载稳像云台为控制对象,对稳像云台控制系统进行设计与分析,旨在实现稳像云台手动定位和稳定随动的控制需求。首先,本文针对车载应用背景,分析了稳像云台系统控制架构,为满足云台两自由度定位和随动功能,研究了两轴两框架的稳像云台架构及其工作原理,设计了稳像云台总体控制方案,提出了基于永磁同步电机的高精度直驱方案。针对云台系统稳像随动控制需求,分析了两轴两框架稳像云台的动力学模型,研究了稳像云台系统的随动控制方法,针对车载工况下的刚性冲击和高频速率扰动现象,进行了运动规划设计,提出了位置环并联速度环的复合随动控制策略,实现了低频位控,高频减振的控制效果。其次,为满足稳像云台驱控系统的高集成化需求,进行了驱控系统的分析与实现。针对稳像云台系统低转速、大扭矩、输出平稳的驱动需求,分析了矢量控制模型及空间电压矢量脉宽调制技术,提出了基于矢量控制的PID复合控制方法;为满足驱控系统的驱控集成化和大电流驱动需求,进行了驱控一体化分析与实现,阐述了驱控系统的关键电路处理方法,并针对驱控系统的电磁兼容特性进行了抗干扰研究;为满足驱控系统实时控制需求,研究了控制系统实时软件处理,提出了由硬件层、功能模块层和框架层组成的分层化实时软件架构,对系统参数初始化、存储布局以及多任务调度进行了分析与实现。最后,搭建了实验测试平台,从驱控系统硬件性能测试和控制系统随动定位两方面进行了半实物测试,实验验证了本文所研究的稳像云台控制系统满足信号处理和伺服驱动的性能设计,整机相关性能指标满足项目需求。