分析目标运动参数滤波算法在光电跟踪控制系统中的作用, 在交互式多模型算法的基础上, 提出了该算法在光电跟踪控制系统中的应用问题, 并建立了在光电跟踪控制系统中使用的仿真模型, 通过仿真环境下光电跟踪控制系统对不同目标跟踪的数据分析可知, 该算法可作为光电跟踪控制系统中复合控制前馈数据的获取算法使用, 光电跟踪控制系统采用交互式多模型算法比采用α-β-γ滤波算法更适合对机动目标的跟踪。

针对微型光电稳定平台的控制提出在电流环基础上使用自抗扰控制器, 并对自抗扰控制器进行了改进, 在非线性反馈的基础上串联了经典控制理论的校正环节, 增加了自抗扰控制器的适用范围, 并在一定程度上解决了微型光电稳定平台尺寸受限给控制系统带来的部分非线性问题。某微型稳定光电平台的频率响应测试数据显示, 该方法可用于微型光电稳定平台控制的工程应用, 且比传统自抗扰控制器适应性更强。

针对光电系统跟踪目标时由复合控制模式向反馈控制模式切换过程中出现的误差变大现象,从控制原理、仿真及实验方面进行分析,提出采用模式切换时上一时刻复合控制所使用的一阶微分数据,对切换后的反馈控制在速度环路进行常值补偿,使控制模式切换引起的误差显著减小,同时确保跟踪系统在采用该补偿后不增大反馈控制的稳态误差,并对此方法进行了仿真,最后针对某型光电跟踪仪进行航路实验,结果表明该方法行之有效。

利用光电跟踪系统实时测量导弹类飞行目标已成为靶场测试手段的发展趋势之一，光电跟踪系统需要具备高精度跟踪高速飞行目标、实时输出目标飞行轨迹数据以及目标飞行姿态等实时图像信息。提出一种新型车载光电弹道测量系统，应用高强度轴承改善角位置输出的稳定性; 利用再生反馈控制技术抑制跟踪快速目标时产生的滞后误差，提高光电弹道系统的测量精度; 将测量数据归一化为垂线测量坐标系中的测量值，以20 ms的刷新率对外输出; 提出模拟航路检测方式，可在野外条件下完成对光电设备性能检测，实际稳态跟踪精度可达到0.21 mrad。

载体平台摇摆对两轴光电跟踪仪光轴指向的扰动是制约光电跟踪仪跟踪稳定性和跟踪精度提高的关键因素。本文首先从控制原理出发比较了传统速率稳定方式与捷联稳定方式，然后针对两轴光电跟踪仪捷联稳定方式建立了扰动作用于光轴指向分量的数学模型，最后对某型光电跟踪仪采用了捷联稳定技术，并设计了相应的伺服系统，试验表明此系统设计合理，满足使用。

为使两轴周视光电探测系统在三自由度扰动和大像旋条件下搜索并跟踪水面目标，在虚拟天际线焦平面像五自由度解析表达式基础上，推导出以目标像点和像旋中心线距离作为补偿截距的周视大像旋稳海天线方位截距补偿算法。通过对补偿截距与系统焦距的比值求反正切函数得到补偿角的绝对值，将目标像点和像旋中心点坐标转换到方位旋转坐标系下，并以转换后二者横坐标的代数差正负号作为补偿量的符号判据。该算法是在存在非线性大角度像旋情况下使目标像点逼近像旋中心线，与俯仰机构的向量角补偿算法联动能够使目标像点始终逼近焦平面原点。数学模型仿真验证了单次补偿能够将残差减小到1%左右，真实工况试验也验证了方位截距补偿算法的合理性。

为使两轴周视光电探测系统在三自由度扰动和大像旋条件下搜索并跟踪水面目标，在虚拟天际线焦平面像五自由度解析表达式基础上，推导出焦平面坐标系铅直轴的方向向量和该坐标系下海天出射平面法向量夹角的余弦表达式。该式求反余弦后减π/2，得到焦平面铅直坐标轴的方向向量和海天出射平面法向量小于π/2的夹角，该夹角的0.5倍作为俯仰反射镜的净作动量，目的是克服非线性像旋使包含目标信息的虚拟海天线的像线通过焦平面中心。该算法与方位补偿算法联动能够使目标像点始终逼近焦平面原点。通过数学模型仿真和真实工况试验都验证了俯仰机构位置环海天线向量角补偿算法的合理性。