为了进一步提高光电平台伺服控制系统的抗扰动能力，提出一种基于自抗扰控制器的改进型速度稳定回路。首先，分析了平台视轴稳定回路的数学模型并引入电流环对其进行了化简，通过伺服控制系统中扰动作用原理，引入扰动总和的思想。然后，设计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。最后，以某型车载光电平台为控制对象，进行了PI控制器与自抗扰控制器的对比实验。实验结果表明，采用自抗扰控制器伺服控制系统相比PI控制法的阶跃响应速度更快，超调幅值仅为PI控制法的26.98%。使用摇摆台引入的频率为2.5 Hz的正弦扰动，系统稳态误差幅值仅为PI控制法的9.76%。在系统模型参数改变±15%范围内，自抗扰控制器仍具有良好的抗扰能力，表现出很强的鲁棒性，满足光电平台的性能要求，对提升平台抗扰能力有着较高的实用性。

为了提高光电陀螺稳定平台的隔离度, 改善其在速度扰动情况下的稳定精度和跟踪精度,将分数阶PIλ控制器引入到光电陀螺稳定平台的速率环控制中。首先, 说明了采用常规PI控制提高系统精度的弊端, 介绍了分数阶微积分和分数阶PIλDμ控制, 提出采用分数阶PIλ控制器来提高控制系统的控制精度。然后, 针对采用电流环的等效一阶纯积分控制对象, 提出基于稳定裕度和剪切频率的设计方法, 该方法同样适用于整数阶PI控制器。最后, 以机载光电陀螺稳定平台为研究对象, 分别采用分数阶PIλ和整数阶PI控制器进行了阶跃响应、速度扰动隔离和稳定精度的实验研究。实验结果表明, 采用分数阶PIλ控制器的系统具有阶跃响应超调量小的优点, 在幅值为3.14(°)/s, 频率为0.5 Hz的速度扰动下, 速度扰动隔离度提高了约38%, 稳定精度提高了约40%。实验表明, 与整数阶PI控制器相比, 采用分数阶PIλ控制器可在保证稳定裕度的前提下提高系统的控制精度, 且与整数阶PI控制器一样具有易于工程实现的优点。

在动基座光电稳定平台伺服系统中引入了加速度反馈闭环以提高其动态性能。考虑准确建立动基座光电稳定平台控制对象模型难度很大，该加速度反馈闭环没有基于控制对象模型，而是通过直接测量角加速度信号来实现。仿真、分析结果表明，加速度反馈闭环的引入有效提高了伺服系统动态力矩刚度，并改善了伺服系统起动、制动性能。引入加速度反馈闭环后，动基座光电稳定平台伺服系统对摩擦力矩抑制能力明显提高; 对周期性扰动抑制能力提高了9.3 dB; 对速度阶跃响应超调量降低了4.9%，同时过渡过程也有极大的改善。该伺服系统不仅结构简单，鲁棒性强，且有较好的通用性。

为了提高钢圈反射式光栅的测量精度, 设计了光栅信号补偿系统, 分别对光栅信号的幅值、直流电平和相位进行了补偿, 补偿后两路光栅信号的正交性得到了改善。首先, 根据钢圈反射式光栅提取信号的方式建立光栅信号电子学处理系统。然后, 分别从幅值、直流电平和相位等3方面提出系统的补偿算法。以8 192 lp/mm的钢圈反射式光栅为平台, 以实际的精度检测结果为评判依据, 对提出的信号补偿系统进行了实验验证。结果表明, 补偿后的光栅精度比补偿前提高了2.28″, 提高幅度达到50%。实验结果验证了光栅信号补偿方案的可行性。

为了实现高精度、高可靠性、绝对式光电编码器的小型化，研究了编码器的编码方式和读数头的结构。介绍了编码器码盘所采用的八象限矩阵编码(即八矩阵码)原理，对比传统四象限矩阵码，八矩阵编码的优点在于它仅需两圈就可以实现10位自然二进制编码：码盘第一圈四路信号实现格雷编码的高三位，第二圈八路信号实现格雷编码的低七位；再经格雷编码与自然二进制的译码关系，得到10位自然二进制码。运用错位移相的方法设计了狭缝的精码窗口，获得了圆光栅莫尔条纹；同时，采用单头读数，减少了发光元器件(光源)的数量。最后，介绍了信号提取方法。实验结果表明，设计的八矩阵编码器实现了超小体积为Φ25 mm×16 mm，重量＜28 g，分辨率经过电子细分达到了16位，精度(1σ)优于30″。极高的可靠性可保证该编码器在极其苛刻条件下长期正常工作，适于在航空航天和**领域应用。

为提高轻**的打击精度,为火控系统设计了一种新型测角仪.首次采用光电轴角编码器作为角度传感器.系统采用三个编码器,分别对榴弹发射器的枪管高低角,智能光学瞄具的高低角和枪管的水平位置给出15位二进制实时角度值,高低方向自动测角,水平方向自动测速,测角精度＜80 s.实验结果验证了系统设计的正确性,距离1640 m的射击精度＜15 m,符合战术指标要求.