为解决光电跟踪伺服系统受电机力矩波动影响产生的速度波动问题，提出了一种改进的自抗扰控制策略进行力矩波动补偿。该算法主要由两部分组成：通过扩张状态观测器辨识出系统扰动，然后将该扰动前馈到系统控制量中去，构成复合校正系统；反馈通道中采用两参数的比例微分控制器，可以保证系统的稳定性和良好的动态特性。仿真分析和实验结果表明：与同等闭环控制带宽的 PI控制器相比，自抗扰控制器可以提高系统对扰动力矩的抑制能力，采用自抗扰补偿时，速度误差的峰值由 1.88%降低到 0.65%，速度误差的均方根值由 0.8%降低到 0.2%。实验结果证明提出的方法能够有效降低电机力矩波动的影响，提高速度平稳性。

为解决伺服系统在低速状态下其电机力矩波动影响速度稳定性的问题，提出了一种基于自适应补偿的控制策略。从电机结构出发，分析了电机力矩波动产生的机理，建立了力矩波动的数学模型，提出了基于鲁棒自适应的控制策略。系统控制器由两部分组成: 超前-滞后校正用于保证系统的名义稳定性和鲁棒性；自适应补偿控制则采用最小二乘法在线辨识力矩波动，并给予自适应补偿。实验结果显示: 与仅使用超前-滞后方法相比，当采用自适应补偿时，速度波动的峰-峰值由4.21%下降到1.77%，均方根值由0.97%下降为0.39%，得到的结果说明提出的方法能够有效降低电机力矩波动对速度稳定度的不利影响。

21 世纪初，针对大型天文望远镜传动特点，研制开发了适用于大型天文望远镜的弧形电机拼接的直接传动方式。这种传动方式有诸多的优点，但是存在较大推力波动，这将直接影响望远镜的跟踪精度。针对该种传动方式的缺点，本文采用空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)的方法对电机进行控制，采用Matlab/Simulink 建立了弧形电机的仿真模型和矢量控制系统的仿真模型。仿真结果表明，电机在带负载的情况下，可以获得快速的动态响应和平稳的水平推力，三相电流接近理想的正弦波形，从而使电机得到平稳的速度和推力，保证了电机的运行性能，满足望远镜跟踪需求。

光电跟踪系统的力矩波动是影响其跟踪精度的一个关键问题。基于某光电跟踪控制系统动态模型,从抑制噪声的角度分析了加入电流环对抑制力矩波动的影响,同时还分析了系统速度、电流两环闭环带宽与力矩波动抑制之间的关系。分析表明,加入电流环后的光电跟踪系统抑制力矩波动的能力明显增强,同时较高的速度回路带宽有利于抑制力矩波动引起的干扰,且在速度带宽一定的情况下增加电流闭环带宽对抑制力矩波动也有一定作用。因此,在设计光电跟踪系统时,在不影响系统稳定性的前提下应选用尽可能大的速度及电流闭环带宽。

噪声是光电跟踪系统的一个关键问题.分析了影响光电跟踪系统跟踪性能的两种主要噪声-脱靶量噪声和力矩波动引起的噪声,及其与闭环带宽的关系.从抑制噪声的角度综合给出了速度回路和位置回路带宽的设计策略.分析表明,高的速度回路和位置回路带宽有利于抑制力矩波动引起的随机噪声,而对脱靶量噪声而言,低位置回路有利于对该噪声的抑制.进一步分析表明,力矩波动主要对速度回路的影响较大,也主要靠速度回路来抑制.力矩波动引起的随机跟踪误差比脱靶量噪声引起的随机跟踪误差小一个数量级,约为后者的1/6～1/10.因此在设计位置回路带宽时,可以不考虑力矩波动的影响.