高速倾斜镜作为一种精确控制光束方向的反射镜装置，可以与大惯量机架结构的主系统构成复合轴跟踪系统，用来对准和稳定光束、抑制光束抖动，在自适应系统、天文望远镜、激光通信、图象稳定、快速跟瞄等光学系统中广为应用。国内外近些年来一直都在对这种装置进行研究。　　本论文从实验室项目需要出发，围绕倾斜镜的结构设计和控制算法两个方面，对高速倾斜镜系统展开了研究。论文对比分析了国内外不同结构形式和驱动类型的倾斜镜，选择利用新型功能材料——超磁致伸缩材料作为致动元件，设计了由超磁致伸缩致动器驱动的倾斜镜，并对其进行了性能分析和检测，该倾斜镜的最大偏转范围达±320μrad，一阶谐振频率达到244Hz，转角分辨率达到0.5μrad以下。　　为了实现对倾斜镜的精确控制，提高倾斜镜的稳定性和校正能力，本文通过对倾斜镜的动力学模型进行分析，建立了该倾斜镜的传递函数模型，并根据实测幅频特性数据，利用最小二乘法等参数辨识算法进行了传递函数辨识，得到了精确的倾斜镜传递函数。　　论文对倾斜镜的控制算法进行了分析和研究，主要包括常规PID、模糊PID、专家-模糊PID算法以及随机并行梯度算法(SPGD)。首先，在传递函数基础上，对PID算法中参数整定方法进行了研究，通过simulink仿真得到了P、I、D值，并比较了不同整定方法下得到PID值的阶跃响应能力;其次，将常规PID和模糊PID相结合，构成专家-模糊PID算法，并应用到倾斜镜控制中，实验结果表明，在该算法控制下，倾斜镜即具有常规PID稳态性能好的特点，又具有模糊PID鲁棒性强的特点，提高了倾斜镜控制系统的稳定性。此外，对SPGD算法在倾斜镜系统中的应用进行了研究，并取得了初步的实验效果。　　论文还将高速倾斜镜应用到激光大气传输倾斜校正系统中，对大气湍流引起的光斑倾斜进行了校正，实验结果显示，在PID算法控制下，该倾斜镜能够显著提升光束质量，光斑峰值亮度提升2倍以上，光斑倾斜均方差被抑制在0.5μrad以下，具有很好的倾斜校正能力。此外，本文将SPGD算法应用激光大气传输倾斜校正系统中，实现了该算法下对大气湍流造成的光斑倾斜的校正。