研究设计中利用光敏感器件对特定光波长范围的光信号敏感原理，将四象限光电位置探测器与MSP430系列单片机相结合，根据四象限光电探测器输出电压与光斑位置的线性关系，通过数字PID闭环控制输出电压调节单片机输出PWM 的占空比来实现精确稳定的搜寻和小范围跟踪目标。 0 引言 光电跟踪系统是以光电器件（主要是激光器和光电探测器）为基石，将光学技术、电子/微电子技术和精密机械技术等融为一体，形成具有特定跟踪功能的装置。 目前国内外较先进的光电跟踪系统多以激光测距仪、电视跟踪仪和红外跟踪仪三位一体为核心构成。采用机械方法实现跟踪系统控制起来还不太灵敏。对于一个光电追踪系统，一般通过目标识别、位置信号检测、位置信号处理、PID伺服控制计算、驱动控制、位置反馈、目标不间断跟踪，完成特定跟踪任务。而与之配套的目标识别检测处理与PID 伺服控制实现是非常重要的部分，是保证整个系统能否正常工作的关键。 为更好地实现精确的跟踪伺服系统，本方案中使用MSP430 单片机完成对目标定位跟踪的PID 闭环控制，采用S066A 的国产四象限探测对目标进行识别跟踪定位。MSP430 单片机是美国TI（德州仪器）公司近年推出的16 位高性能混合信号处理器。由于它具有处理能力强、运算速度快、集成度高、外部设备丰富、超低功耗等优点，因此在许多领域内都得到了广泛的应用。S066A 国产四象限探测器光谱响应范围在400~1 100 nm，它的峰值波长为940 nm，它具有较高的灵敏度和精确度，广泛运用于位置检测，光学定位，距离探测等方面。
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4 PID控制算法设计
PID 算法主要有位置式算法和增量式算法两类。
一般增量式算法适用于控制精度要求不高的系统中，位置式适用于控制精度要求较高的控制系统中。
由于位置式控制算**出现积分饱和问题。工程中通常采用的消除积分饱和问题的方法有限制PI调节器输出的方法、积分分离法和欲限削弱积分法。由于限制PI调节器输出法有可能在正常操作中不能消除系统的余差，而积分法可以在小偏差时利用积分作用消除偏差。因此本文选用位置式算法的改进形式，即积分分离法。
采用的PID控制算法的公式如下式（1）所示：4 PID控制算法设计PID 算法主要有位置式算法和增量式算法两类。
一般增量式算法适用于控制精度要求不高的系统中，位置式适用于控制精度要求较高的控制系统中［4］。
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