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（北京航空航天大学 自动化科学与电气工程学院，北京 100191）

1 引言

摆动电机是近20年来迅速发展起来的一种特殊电动机，在给定的电压下只能在有限转角范围内运动，同时具有直流电机、无刷电机、力矩电机的优点。在有限转角范围内，电机的机械特性和调节特性的线性度好，结构紧凑、效率高、寿命长，能在低速和长期堵转下正常工作。摆动电机主要应用于小转角的高精度控制系统中，如陀螺仪稳定平台、红外成像、瞄准具等，本课题应用于红外扫描系统来驱动平面镜。

传统的伺服控制系统一般由位置环、转速环、电流环等组成，PID控制器不能很好的兼顾动态响应和抗干扰能力的要求，其中积分环节易产生超调，微分环节容易引入噪声，使系统震荡或者失去稳定。而近年来提出的一些新的控制方法如神经网络等，算法较复杂，不利于工程实现。

本文提出并分析一种基于迭代预测算法的位置控制器，特别适用于周期性扫描运动，大大提高了系统的动态特性和跟踪性能。并且控制系统结构简单，易于工程实现，提高了位置控制性能，是一种较为理想的伺服控制方案。

2 有限转角电机模型

有限转角电机采用直流电压控制，磁场由永磁体建立，加电压后定子绕组通过电流产生磁场，与永磁体激磁建立磁场联合励磁使原磁场产生畸变，外磁路磁阻最小位置发生改变［1］。本系统驱动电路部分采用电流控制型，等效为一个一阶延迟环节，在这里只关心电机在有限转角范围内的情况，其驱动特性遵循如下方程：