卫星数传天线指向机构伺服控制器安装于卫星星体内,它的主要任务是配合数传分系统驱动Ka、X两套数传天线指向机构根据程控指令分别作两自由度运动,实现波束指向,完成数传天线对地面接收站的跟踪指向和对地数据传输的任务。本课题根据某卫星天线的需求,在对实现Ka、X两套数传天线二维指向机构伺服控制系统总体方案研究和论证的基础上,介绍了采用基于反熔丝结构的现场可编程门阵列FPGA(Field Programmable Gate Array)为核心控制器,以旋转变压器为位置传感器,控制安装在指向机构内的步进电动机的伺服控制器的设计方案。首先,通过对步进电动机运行特性的分析,采用细分驱动的SPWM控制算法,并实时采集旋转变压器的位置信息,进行了位置闭环控制,提高了系统精度。其次,根据卫星总体模块化及综合电子的设计思路,将产品由传统的单机形式转化为单板形式,实现了指向机构伺服控制器的硬件电路。硬件电路采用FPGA为控制主芯片,具有抗辐射,适合空间应用的特点;采用MOSFET驱动芯片和MOSFET作为H桥式驱动电路,热耗分布均匀,能解决散热及空间辐照问题,适用于空间机构控制。再次,采用自顶向下的模块化设计,在Libero IDE v8.4的开发环境中用VHDL硬件描述语言编写了电机控制系统的的各部分模块程序,并且进行了综合和仿真,由数字硬件逻辑电路实现对步进电机的电流、转速和转向控制,SPWM调制。再次,采用模块化的设计思路,用VHDL语言进行了模块顶层设计、子模块的划分、设计与布局布线,并进行了综合和仿真,实现了与中心计算机的通信、对指向机构的控制等功能。最后,搭建了伺服控制器性能测试平台,并对其功能性能及指向精度指标进行了测试,测试结果表明研究实现了高可靠与高精度,适应复杂空间环境的天线指向机构伺服控制器,为天线指向类伺服驱动控制产品提供了新型的高集成度、可靠的设计方案及试验数据。