机载光电稳瞄平台作为一种融合了光学、精密机械、图像采集与处理、自动控制等领域的先进设备,其作用是隔离来自外界的干扰,以保证光电探测设备能完成对目标物的瞄准、捕获、跟踪,由于其在工作时会受到诸多扰动因素影响,故为提高机载光电稳瞄平台的鲁棒性和扰动抑制能力,本文开展了基于机载光电稳瞄平台的视轴稳定控制策略研究。本文的主要研究工作以及创新性成果如下:1、探究了机载光电稳瞄平台组成与基本工作模式,建立了系统的机理模型,分析了模型不确定性、力矩扰动、姿态扰动等扰动因素对机载光电稳瞄平台视轴稳定精度造成的影响。2、研究了PID控制、滑模控制、以及线性自抗扰控制的基本原理与设计思想,分析了上述控制方法的局限性,以机载光电稳瞄平台速度环模型为被控对象,设计了基于传统滑模控制器、PID控制器、基于快速幂次趋近律的滑模控制器以及线性自抗扰控制器的速度伺服控制系统,并进行了对比仿真实验,分析了实验结果,为后续控制策略的改进提供了理论依据。3、为提升机载光电稳瞄平台在工作环境下的鲁棒性与稳定精度,在对线性扩张状态观测器扰动估计原理及其局限性进行分析的基础上,提出了基于快速幂次趋近律的滑模自抗扰控制策略。首先,为达到抖振抑制的目的,在设计控制器采用快速幂次趋近律。其次,考虑到系统传感器的测量噪声在工程领域中是不可避免的,所以线性扩张状态观测器的带宽会受到限制,而当外扰频率增大时,带宽受限会导致总扰动估计误差和干扰稳定界增大,系统的视轴稳定精度会因此而降低,文中对快速幂次趋近律进行了修正,使其能在误差增大时,幂次项的系数增大,抑制了干扰稳定界的增大,系统便能一直保持很高的精度,然后,使用Lyapunov方法对系统进行了稳定性分析。最后,仿真结果验证了基于快速幂次趋近律的滑模自抗扰控制策略的优越性。4、采用线性滑模面设计控制器时,在滑动阶段,无法使系统状态在有限时间内往平衡点收敛,为加快系统状态在滑动阶段的收敛速度,提出了一种模糊快速非奇异终端滑模自抗扰控制策略。首先,设计了快速非奇异终端滑模面,并在此基础上,引入模糊逻辑来对快速幂次趋近律进行了改进,以此来使得控制器参数能根据系统误差变化自行整定。然后,使用Lyapunov方法对系统进行了稳定性分析。最后,仿真结果验证了模糊快速非奇异终端滑模自抗扰控制策略的优越性。5、针对线性扩张观测器的状态估计效率不足的问题,提出了一种变增益扩张状态观测器,并分析了变增益扩张状态观测器的稳定性。在变增益扩张状态观测器的设计中引入了一种饱和函数,由于变增益扩张状态观测器的增益能在状态估计误差收敛时迅速降低,故能在不增加状态估计值受噪声影响程度的同时,提升各个状态的估计效率。通过仿真实验验证了文中所提变增益扩张状态观测器的有效性。