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指向机构作为有跟踪指向要求的活动部件和设备的驱动执行机构广泛应用于我国的国防科技事业中,现在随着飞行器技术的迅速发展和对任务需求的要求不断提高,对指向机构的性能指标也提出了更高的要求和许多新的挑战。作为某终端设备的高精度指向机构的驱动对象是激光光束,由于光束的锥角特别小,所以对指向机构的稳态性能和动态性能要求很高。为了确保任务完成的准确性和可靠性,不仅要求指向机构的稳态指向精度达到微弧度量级,还得需要极强的稳定性。然而现有高精度指向机构受到机械材料和结构以及伺服控制技术的限制,一般的指向机构难以满足性能指标要求。因此为了国防科技事业不断取得新的进展,需要设计针对性的控制算法用于解决指向机构在高动态、高精度指向的难点。本文主要研究内容如下:首先,针对高精度指向机构的设计指标要求,提出位置伺服控制系统的设计方案。建立被控对象的数学模型,依据其数学模型推导出各部分传递函数的数学表达式并对其频率特性进行研究,为后面设计相应的控制器参数做必要的基础分析。根据工程设计法,由内而外地逐步设计控制系统的电流环、速度环和位置环的控制器参数并进行仿真研究。其次,针对驱动电路所采用的矢量控制算法,建立其数学模型并搭建该算法的仿真模型进行仿真验证。采用零d轴电流控制策略,搭建整个位置伺服控制系统的仿真模型进行调试。仿真结果表明,传统的PID控制的位置伺服系统的稳态指向精度虽然达到了设计指标要求,但系统的动态特性和抗扰动能力还需要进一步提升。然后,针对传统PID控制的系统响应时间慢、超调量较大、跟随误差较大以及抗干扰能力不足等问题,采用位置滑模控制策略进行改进,进一步提升系统的性能并对两种控制策略的仿真结果进行对比分析。最后,设计指向机构的位置伺服控制系统的硬件电路,建立算法验证实验平台。实验结果表明,本文设计的高精度指向机构位置伺服控制系统能够完成了对给定信号的精确跟踪,稳态性能和动态性能均满足技术指标要求。