单轴速率转台是一种单轴平台式多功能测试设备,常用来对速度传感器、角度传感器以及惯性元件等进行测试和标定,被广泛应用在航空航天领域和相关工业领域。转台的控制系统对转台的精确运行非常重要,只有设计出高精度的转台控制系统,才能有效保证转台的工作精度,进而才能对被测元件进行准确的测试与标定,确定相应元件是否符合设计指标。基于此,本文介绍了一种基于永磁同步电机(PMSM)和DSP的高精度单轴速率转台控制系统的设计与实现。对转台控制系统的结构和工作原理进行了分析,建立了转台控制的数学模型,并给出了主要设计指标。依据数学模型和设计指标对转台控制系统的各个功能单元进行了硬件选型,并给出了主要电路。采用直驱式PMSM作为转台的驱动电机,电机与转台同轴刚性连接,省去了减速器,使控制系统更简单,更精密。采用DSP作为控制系统的主控芯片,完成控制量的解算,并以FPGA作为DSP的辅助芯片,完成各项数据的采集。选用了IPM智能模块作为电机的功率驱动芯片,实现对电机的功率驱动。采用圆光栅作为转台控制系统的测角元件,完成转台角位置的检测与反馈。以一台工控计算机作为控制系统的上位机,并利用FameView组态软件编写人性化的上位机操作界面。在搭建好硬件系统的基础上,对控制系统采用了电流环、速度环和位置环的三闭环控制方式,在对控制系统各环路建模后,进行了各环路的控制算法设计,利用电流环PI控制,速度环PID控制,位置环模糊PID控制,设计出了三闭环单轴速率转台控制系统,使转台具备了位置伺服和速率伺服功能。通过MATLAB仿真,验证了各环路控制算法的可行性；通过实验测试,表明所设计的单轴速率转台控制系统能够正常工作；通过精密仪器标定,标定结果表明控制系统满足单轴速率转台的设计指标要求,可运用于工程实际中。