基于现代计算机技术和电子技术的望远镜控制系统,是大型望远镜系统的重要组成部分。它在上世纪70年代的出现,帮助望远镜技术突破了传统技术口径上的局限,实现了观测能力的飞跃。而随着自动控制技术在望远镜中的应用,越来越多的设备必须由计算机主导才能实现精确的控制和观测,智能化的望远镜控制系统已成为望远镜中不可或缺的一部分。当前天文技术和天文望远镜的发展进入了蓬勃发展的新时期。在国际上,无论是光学、射电望远镜,还是空间望远镜,它们在发展上都出现了巨型化复杂化、设备多样以及控制跨度大的趋势。而服务于望远镜观测的控制系统,需要提供相当的灵活性和扩展性、跨平台、实时性和分布式等特性以满足望远镜的控制需求。近年来,我国已经或者计划建造了国际上光谱能力最强的郭守敬望远镜(LAMOST).最大的射电望远镜FAST等大型望远镜。而在控制系统方面,由于缺乏相关建设经验,我国在对该领域的研究还处于起步阶段。随着我国在大型科学装置上的投入不断加大,更多的大型望远镜将列入建设计划,对望远镜控制系统的研究也变得尤为迫切。在此背景下,本文对大型望远镜的控制系统展开了相关的研究和工作。论文首先简述了天文望远镜的发展历程,讨论了光学、射电和空间领域的一些主要大型望远镜,并介绍了当前国内主要望远镜的情况,由望远镜大型化复杂化的趋势引出了望远镜控制系统的概念。论文对现代望远镜的控制系统进行了分析。根据大型望远镜系统复杂、数据量大的特点,提出了望远镜控制系统的基本特征。在分析总结国内外现有望远镜控制系统的基础上,根据望远镜系统的层次化特征,提出了异构体系风格下的正交层次化控制系统体系结构。论文对用于望远镜控制的分布式消息机制进行了研究。由于大型望远镜中数据量大、观测中的过程量众多,系统间通信的消息机制成为了望远镜运行控制的关键环节。本文对AMI/AMH技术、基于通知服务的消息总线技术以及数据分布服务技术进行了分析,通过实验测试,对几种技术方案的特点和适用情景进行了讨论。其后对中央控制系统的结构进行了研究。根据分层的思想,对系统服务层、核心模块层、界面层以及子系统代理层的主要组件进行了讨论；同时按照正交化的体系结构,对命令、状态、警报和日志主线进行了设计。根据适配器模式,实现了异构体系风格的子系统控制。并针对常见的子系统软件构架,以LAMOST和FAST望远镜中相关子系统为例,设计了基于EPICS框架、CORBA框架、基本Socket通讯架构三种子系统的控制。最后,给出了一些望远镜控制系统体系结构开发的实际应用。在开发中,主要针对LAMOST观测控制系统、LAMOST CCD系统总控以及FAST总控系统,给出了主要的开发结果,从望远镜开发实践中验证了结构的可用性。总的来说,本文研究了大型望远镜可异构的控制系统,为望远镜的观测提供了具有灵活性和扩展性、跨平台、实时性和分布式等特性的控制系统构架。论文主要有以下创新点：(1)调研了国内外主要的大型望远镜,分析了望远镜控制系统的特点与需求,并总结了国际主要大型望远镜控制系统软件结构上的特点,在此基础上提出了支持异构的正交层次化体系结构。(2)分别对望远镜的中央控制系统和子系统控制进行了研究。在中央控制系统中,按层次结构对主要组件进行了讨论,按正交结构对主线进行了设计；基于适配器模式设计了子系统的控制,并针对EPICS框架、CORBA框架和基本socket通讯架构实现了相关子系统。(3)将控制系统构架首次应用于我国的两架大型望远镜,实现了LAMOST观测控制系统和CCD系统总控,以及FAST望远镜的总控和主动反射面控制,在望远镜开发和观测实践中,验证了系统结构的可用性。