随着科技发展,协同控制成为热点话题。军事领域,无人机群、无人坦克群等无人协同作战理念逐渐被提出。民用领域,随着惯性器件批量化标定、动中通协同运动、机械臂姿态协同等需求的出现,对三轴转台的协同控制需求也逐步被提出。三轴转台技术同样广泛地运用在军用与民用领域中,三轴转台通常作为惯性MEMS传感器的标定设备。在火炮、观瞄吊舱、雷达天线等设备的姿态控制系统中同样运用到转台技术。本文以三轴转台为基础,设计实现一套多转台间轴体姿态协同运动的控制系统。在三轴转台中,电机作为转台轴体的执行机构,直接决定了三轴转台的控制精度,进而决定了姿态协同的控制精度。在多台三轴转台的协同运动中,其协同运动的本质分别为负责内框、中框、外框电机之间的协同运动,所以如何实现对电机高精度的协同控制是转台协同的关键问题。本文首先介绍了三轴转台及协同控制的国内外发展现状,接着分析了多功能三轴转台姿态协同系统的功能,对系统的软硬件进行选型与设计。在电机协同控制的问题中,单台电机的自身控制精度是协同控制精度的基础。针对单电机控制精度问题,提出了一种基于人群搜索算法整定的PID控制算法,相较于传统的经典PID控制算法,提升了单台电机的控制精度。其次,多电机协同控制中的另一个关键问题是电机协同控制策略的设计,通过引入协同控策略来降低姿态协同的同步误差。本文详细介绍了耦合与非耦合两大类的协同控制策略,并通过MATLAB进行仿真。最终选择运用相邻交叉耦合控制策略来达到电机间的协同控制,从而降低三轴转台姿态协同的同步误差。由于系统硬件产生的通讯时延,本文最后分析了时延对姿态协同产生的影响。最后通过实验验证了多功能三轴转台姿态协同系统的性能满足设计要求。