激光跟踪测量系统是在机器人计量学基础上发展起来的一种新型坐标测量方法。以激光干涉仪为基础的柔性坐标测量系统被认为是最有潜力的高精度、大范围、非接触、动态测量工具。本课题基于球坐标法测量原理,设计了单站式激光跟踪测量系统。论文主要围绕球坐标法激光跟踪测量系统的一个关键部分——激光跟踪控制系统——展开论述。主要工作内容如下:(1)伺服对象数学模型理论分析通过数学模型分析各种扰动的干扰机制,指导控制系统的设计。本文中系统分析了伺服对象的数学模型,并通过实验进行了数学模型精度和模型参数测量。(2)影响伺服跟踪系统控制效果的因素分析,并按干扰机制归类全面分析系统中存在的扰动因素,并通过被控对象数学模型分析了它们的干扰机制,并按对电流转矩(角加速度相关)的扰动、对速度跟踪的扰动、对位置跟踪的扰动三大类进行分类整理,便于后面的三环分工设计与因素划分。(3)电流环设计和实验调试,跟踪效果测试采用数字PID算法设计电流环,对电流环的频率带宽、响应时间、跟踪精度进行实验测试。(4)速度环设计和实验调试,跟踪效果测试运用模糊PI控制、模糊神经网络控制、自抗扰控制等先进控制策略,通过具体实验结果总结以上几种控制策略的优点和缺点,借鉴了其中的一些控制策略与思想,并引入速度环的设计之中。(5)位置环设计和实验调试,跟踪效果测试针对反馈控制最根本的“快速”与“超调”之间矛盾的问题,进行了深入研究和算法尝试,并通过实验验证了其有效性。(6)激光跟踪仪控制量的给定,复合控制技术研究对控制量的给定进行了分析和实验效果验证,并对复合控制技术相关理论进行研究。(7)目标速度的合成,预测滤波技术初探设计了低通滤波器、平滑滤波器对目标速度进行滤波,并用于复合控制。对预测滤波技术进行了初步研究。