蓝宝石晶体作为一种具有优异光学性能、机械性能和化学稳定性的功能材料,具有强度高、硬度大、耐高温、抗腐蚀等诸多优点,被广泛的应用于军事、航空航天、激光技术、高档日用品等领域。蓝宝石定向仪是蓝宝石晶体切割和加工设备中重要的定向专用设备,它是以X射线为手段,以布拉格方程为理论依据,对蓝宝石晶体进行分析的光机电一体化精密仪器。目前国内的蓝宝石定向仪设备普遍存在着自动化程度低,检测速度慢,可靠性差等缺点,因此开发研制一种新型的蓝宝石定向仪设备具有重要的实际应用意义。本文设计的蓝宝石定向仪控制系统将采用DSP为控制器,利用三台欧姆龙伺服电机带动X光检测装置及工作台运动,采用TEKMS系列激光测距仪检测X光探测器的位置,对升降伺服电机实现高精度的位置控制,触摸屏显示三台电机的运行状态和X光强度值的变化,用户可以通过触摸屏对系统的相关参数进行设置。本文的主要工作如下:(1)设计系统的总体结构方案。(2)设计系统的硬件结构,包括DSP最小核心模块,DSP外围电路,通讯电路,开关量输入输出电路等。(3)设计系统的软件程序,包括系统的主程序和触摸屏上位机程序。(4)本文主要以蓝宝石定向仪控制系统中的升降电机位置控制作为研究对象。对于升降电机的位置控制,将采用Bang-Bang控制与比例微分负反馈PID控制结合的变结构控制器。通过MATLAB仿真结果分析,该方法在实现一定误差范围内的无超调控制的同时又有着较快的响应速度,取得了良好的控制效果。