由于传统两轴跟踪架转动惯量大,同时存在轴系间隙及摩擦扰动等因素使其响应带宽无法有效补偿大气湍流和载体振动等高频扰动因素引起的光束指向失准。在激光通讯、激光武器、空间目标监视、激光精密加工等领域通常需要获得微弧度甚至亚微弧度量级的光束动态指向精度,相应需要采用复合轴控制二级稳瞄系统或是具有高频率响应特性的一级稳瞄系统,两者实现和依托的载体都是快速反射镜,因此快速反射镜的研究成为国内外研究的热点课题之一。本文设计的快速反射镜系统是以二级系统的应用需求为背景,结合国内外研究相关技术的现状及发展趋势,采用了基于柔性铰链结构为导向支撑和压电陶瓷致动器多点驱动方案。首先介绍了快速反射镜的工作原理和系统组成,根据系统的定位精度、通光口径、偏转范围、响应带宽等指标对驱动器、传感器等核心器件进行了选型分析,阐明了传感器、驱动器位移与偏转角的关系,采用matlab软件拟合近似的简化数学模型。重点分析设计了以PA93为核心的线性功率放大器,测试结果为非线性度为0.25%、分辨率为5mV、最大输出纹波为13.91mV、时漂为10mV/8h和动态功率带宽为2kHz,测试指标的结果表明该功率放大电路满足预期设计要求。搭建基于控制器Euro209和高精度电容式传感器的硬件平台,采用数字PID+前馈闭环控制算法,设计了主程序、串口通讯程序和报警程序等多任务线程,实现了多轴高速、高精度的同步及解耦控制,实验结果表明:静态误差的绝对值小于0.25urad,均方根误差小于0.10urad;静态标定的理论偏转角与实际测量偏转角最大绝对误差小于8.5urad,最大相对误差为0.99%;响应90urad和180urad阶跃信号,上升时间分别为5.12ms和6.4ms,超调量分别为5%和6%,稳态误差达到?2%的时间分别为7.85ms和10ms;可以响应最小偏转角小于0.16urad;开环控制到闭环控制,阶跃信号耦合度从12.71%降低到0.60%,动态耦合度从2.63%降低到1.17%;动态正/余弦信号10Hz和50Hz的重复定位精度为0.20urad,100Hz时的重复定位精度为0.50urad。