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现代遥感仪器中常用两种扫描方式—光机扫描与推帚式扫描，它们各有千秋和难点。在光机扫描中，摆镜扫描方式有着口径利用率高，扫描效率高等突出的优越性，但因摆镜控制难度大而未能得到广泛的应用。随着现代电力电子技术、计算机硬件及软件技术、现代控制理论的发展、以及高性能永磁同步电机的出现，使得这一难题得以很好的解决。本课题就基于永磁同步电机的扫描摆镜控制进行了研究，充分挖掘摆镜扫描的应用潜力。
本文总体上分成三个部分。第1～2章介绍了摆镜扫描的意义、选择了相应的驱动部件、以及永磁同步电机的控制原理。第3章详细介绍了控制系统的硬件设计。第4～6章分别用PID控制、神经网络控制、模糊控制三种方法对扫描摆镜进行了实验，并分析了各种控制效果。
第1章，详细比较了光机扫描与推帚式扫描的特点，指出光机扫描中应用摆镜的意义。结合项目参考指标，并比较了各种驱动部件特性之后，选择了永磁同步电机作为摆镜的驱动部件。最后经过参数计算，选择了日本三菱公司的HC-SFS81永磁同步电机以及与其匹配的MR-J2S-100A伺服驱动器、光电编码器。第2章，介绍了永磁同步电机控制中常用的各种坐标系及其坐标变换、永磁同步电机在各个坐标系下的数学模型与运动方程。之后对同步电机的矢量控制进行了详细讲解，并给出了矢量控制的DSP实现方法。
第3章，从总体硬件系统的设计出发，简要介绍了MR-J2S-100A伺服驱动器的三种基本控制模式—位置控制模式、速度控制模式、转矩控制模式。随后对硬件系统的各个部分—位置控制的驱动电路设计、速度模式的驱动电路设计、串口通信电路设计进行了详细的介绍，硬件系统为不同的控制方法的研究提供了一套实验平台。
第4章，从最基本的反馈控制概念出发，介绍了PID控制。在给出PID控制的实验结果之前，简要说明了起始位置精度控制的DSP实现并计算了摆镜的扫描率，得到0.022°的起始精度和70.02％的扫描率，达到课题指标。之后，给出了PID控制对摆镜扫描阶段的扫描速度控制的实验结果。实验表明，PID的控制精度不高，扫描速度线性度误差达到了3.96％，大大超过了课题要求—速度线性度误差不大于1％。第5章，应用神经网络来对PID参数进行自适应调整，控制效果有了明显的提高，扫描速度线性度误差达到了1.67％，但仍然没有达到课题指标，其根本原因是人们对神经元的内部功能没有透彻的理解，不能对神经元进行精确的数学建模。第6章，应用模糊控制器对PID参数进行自适应调整，控制效果良好，扫描速度线性度误差达到了0.87％，达到了课题要求。模糊理论的本质是模拟人类的非精确性思维和以及按照自已经验进行判断的思维方式，从模糊控制的控制结果可以看出，模糊控制的智能化更高。
在论文的最后，就进一步完善控制硬件系统的功能、提高整个系统控制精度提出了几点建议。