天基目标探测伺服系统是一类用于空间目标探测、跟踪、预警的重要载荷,具有广泛的应用前景。本论文介绍了天基空间目标探测伺服系统在国内外的发展和应用情况,对伺服系统的常用的构型进行了分析,结合国内外同类型设备的技术特点,根据某课题所对应任务的总体技术指标,遵循小型化、轻量化、低功耗化和全数字化的设计原则,开展天基目标探测伺服控制系统的构型和控制方案研究。首先对伺服控制系统的总体构型进行了研究,采用“T”型、俯仰+方位二维运动的设计构型,对俯仰轴、方位轴组件进行了详细设计,对机构的运动方式、走线方式、限位进行了设计,对电机、旋变、轴承组件进行选型和设计,利用有限元方法分析了伺服系统结构的强度和刚度。然后针对伺服系统硬件电路进行了研究,用高等级DSP数据信号处理器作为硬件系统的核心,分别对轴角转换电路、DA输出电路、电机驱动电路、通信电路等进行了详细设计,并对硬件设备的可靠性进行了分析,重点对DSP硬件电路的架构和轴角编码转换误差进行了深入分析。在完成构型、结构、机构和硬件设计与分析的基础上,确定了控制系统的动力学参数,在此基础上构建控制系统的数学模型,该模型以电流环、速度环和位置环为进行校正,使用MATLAB/Simulink工具对系统进行了仿真分析,系统的稳定性、控制精度都满足技术指标。经过地面测试,控制器在不同温度环境下的输出结果满足指标要求。