光电跟踪稳定平台作为“侦察无人机之眼”,广泛应用于敌情侦察、目标定位、森林防火和人员搜救等领域。随着无人机的研制水平越来越高,对光电跟踪稳定平台测量设备的探测距离越来越远,分辨率越来越高,探测距离的增加和分辨率的提高对光电跟踪平台的控制稳定性提出了更高要求。光电稳定平台的跟踪精度与稳定精度直接影响着整个系统对目标的成像质量,而实际上,由于飞机本身存在多种振动源,加之在飞行过程中外部大气湍流也对平台造成扰动干扰,因此为确保光电视轴稳定平台使其承载的成像/跟踪系统视轴相对于惯性空间保持稳定,并隔离各种振动造成的视轴抖动,必须对光电跟踪稳定平台进行抗扰控制。以“小型昼夜侦察光电稳定云台研究”项目需求为依托,根据其对跟踪精度与分辨率的新要求,本文针对机载两轴四框架光电跟踪稳定平台的抗扰控制技术进行了深入研究。首先,对国内外光电稳定平台控制技术的发展状况进行了深入的调查研究,回顾了光电稳定平台控制技术的发展历程,介绍了国内外光电稳定平台控制技术的最新发展动态和性能特点。针对机载光电跟踪稳定平台的工作环境要求和平台光电载荷、机械结构、伺服控制系统的性能要求,深入分析了各负载框架惯量与各个框架间角变量间的函数关系,构建了各框架惯量与控制量的数学模型,对电机的控制量进行了实时调整,为实现光电跟踪稳定平台视轴指向保持最佳稳定精度提供了理论支撑。其次,为了降低陀螺信号测量误差对平台视轴稳定精度的影响,以IMU光纤陀螺信号数学模型为基础,综合其数学期望、方差和功率谱密度等重要统计特征量,分析了影响跟踪测量误差的因素,利用渐消卡尔曼滤波器对IMU光纤陀螺原始信号进行了预测滤波处理。实验结果表明:1.相比陀螺原始信号曲线和巴特沃斯滤波曲线,渐消卡尔曼滤波算法的滤波曲线最为平滑并且能够反映出信号的真实趋势,效果最好;2.通过陀螺信号滤波前后统计特征量表明,渐消卡尔曼滤波算法不能彻底滤除零位误差,但信号的方差下降50%以上,有效滤除了信号中的高频噪声。然后,以提高光电跟踪稳定平台跟踪精度为目标,采用惯性导航技术依次建立了光电跟踪平台坐标系、载机坐标系、当地地理坐标系、地心坐标系及WGS-84大地坐标系,并通过光电平台的方位角、俯仰角和激光测距值等原始信息,依据其齐次变换关系,分析计算了各个坐标系内转角精度对跟瞄精度的联合作用,进而解算出目标的经度、纬度和高度信息,为精确控制光电跟踪稳定平台的转角及跟踪精度提供了可靠的数据支撑。最后,以提高光电跟踪稳定平台视轴稳定精度为目的,构建了光电跟踪平台视轴速度稳定回路的数学模型,并引入电流环对该数模进行简化处理,以等效系统中扰动作用的方法引入扰动总和的思想,提出了一种基于自抗扰控制器的改进型视轴稳定控制方法,设计了含有降阶扩张状态观测器的自抗扰控制器,对扰动总和实时观测并进行线性化前馈补偿。进行了平台视轴速度稳定仿真实验,实验结果表明,在同一带宽频率下,自抗扰控制系统相比PI控制系统的阶跃响应稳定时间减小32.53%,超调幅值减小72.73%;当引入幅值为1°频率在2.5Hz以内的正弦扰动作用时,自抗扰控制系统较PI控制系统的扰动隔离度提升了54.67%以上。随后在机载光电跟踪稳定平台实际视轴稳定系统中详细地进行了传统PI控制系统与本文设计的自抗扰控制系统的对比实验,实验结果验证了仿真实验中得出的结论,有效提高了系统扰动隔离性能,证明了本文设计的自抗扰控制系统满足光电跟踪稳定平台视轴稳定的性能要求,对提升视轴稳定精度有较高实用价值。