振镜系统是一种高精度、高速矢量的伺服控制系统,是实现激光雷达扩束的重要基础部件。然而激光雷达复杂多变的工作环境,导致振镜系统在扫描的过程中容易受扰动和噪声等不确定性因素的影响,降低激光扩束的准确性。为了克服这些不利因素,本文开展了如下研究:（1）围绕振镜系统位置跟踪扫描的设计目标,完成了振镜控制系统的总体设计,并建立了振镜伺服系统的数学模型,为后续振镜位置跟踪控制算法的研究奠定基础。（2）在连续时间域下的振镜伺服系统中,针对传统滑模控制中存在抖振和收敛缓慢的问题,进行了传统趋近律的分析,指出了其在系统状态趋近滑模面的过程中收敛速度和抖振之间的矛盾性。从优化趋近律的角度,提出了一种改进幂次趋近律,既加快了整个趋近过程的收敛速度,也实现了滑模面的平滑过渡,有效降低抖振现象。最后,为使系统状态于有限时间内收敛到平衡点,选取快速非奇异终端滑模函数（FNTSM）,设计了基于改进幂次趋近律的FNTSM位置跟踪控制器,通过对比仿真实验表明该控制器有效提高了振镜系统的跟踪性能。（3）在离散时间域下的振镜伺服系统中,针对工作环境中的扰动和噪声加剧离散滑模抖振的问题,提出了基于卡尔曼滤波器的离散滑模控制（KF-DSMC）算法。在离散线性滑模控制的基础上,设计卡尔曼滤波器来估计振镜系统真实状态量的变化,减少不确定性干扰,减弱了离散线性滑模控制中的抖振问题。同时也避免了离散线性滑模控制复杂性,提高了KF-DSMC算法的工程应用价值和移植效率。在瞬时和连续性两种不同类型的外部扰动作用下进行仿真验证,结果表明KF-DSMC算法能够有效应对不同类型的外部扰动对振镜跟踪扫描的影响。（4）采用了“FPGA+STM32”双芯架构的振镜控制系统设计方案,实现了期望角位置生成控制子系统、驱动电机位置计算及控制子系统的软硬设计。该设计方案中,FPGA作为主控制器,将充分发挥芯片并行、高速信号处理的优势,执行驱动电机位置计算及控制;STM32作为协处理器,将充分利用自身丰富的外设和串行数据处理能力,执行期望角位置生成和与上位机通信。最后组建振镜控制实验平台,将KF-DSMC算法移植于振镜控制系统中,进行期望角位置跟踪实验,结果表明振镜控制系统工作性能稳定,扫描反射镜的扫描线性度高,达到了振镜系统的预期设计目标。