随着现代化程度的不断深入,云台在人们的生产与生活中扮演着越来越重要的角色。云台作为一种结构复杂的光电一体化设备载体,主要用来搭载高精度的仪器设备,广泛应用于安防监控、移动机器人控制、无人机控制等多种领域。云台控制器性能的优劣,直接决定了这些被搭载设备采集环境信息的准确性,从而影响被搭载设备的运动控制、目标识别以及追踪等功能的实现。目前大多数云台采用单片机作为主控制芯片,其数据交换与传输的速度有限,以致云台的转速控制与定位不够精确。在硬件上多采用驱动部分与控制部分相分离的设计,导致控制器体积庞大且电路结构复杂。因此,设计研制一种体积小、结构简单、控制性能稳定、驱控一体化的云台控制器具有重要意义与实用价值。针对云台的主要结构组成,对无刷直流电机的工作原理进行了整体分析,并通过云台的控制需求与主要技术参数,制定了驱控一体云台控制器的总体设计方案。根据控制系统的实际需求,从驱控一体的角度对云台控制器进行了硬件电路的详细设计。其硬件设计包括基于TMS320F28069的主控制模块及其外围电路、高集成度的功率驱动模块、电源模块、采样模块、传感单元模块等电路的分析与设计,同时对关键信号进行抗干扰设计,并针对控制器的硬件设计进行了实时性、控制精度、稳定性、温升等性能的分析。针对云台控制系统的监控需求,在Matlab GUI平台上设计出了一套适用于本系统的上位机调试系统。该调试系统通过RS232串口与控制器进行实时通讯,能够实现电机转动角度的控制与监控参数的实时显示、转动角度的动态模拟、电流曲线的绘制、数据的保存、故障信息的监测等功能,并对调试系统的通讯稳定性与实时性进行了分析。在此基础上,针对搭建的实验平台对云台控制器硬件电路与上位机调试系统进行实验研究。实验结果表明,系统硬件控制器与上位机调试系统均实现了预定功能,达到了预期的效果。