在月球激光测距与空间目标白天激光测距中，强烈的背景噪声会大幅降低测距成功率，在云南天文台1.2 m望远镜激光测距系统的接收光路中加入可调视场光阑，通过改变视场光阑孔径大小来调整接收视场，可减少背景噪声。但受到速度光行差等因素的影响，在接收视场减小到几个角秒时，回波会被光阑挡住无法通过，探测器接收不到回波信号。为解决这一问题，提出在视场光阑前加入二维偏转摆镜的方法，控制摆镜偏转使偏离的回波通过光阑中心被探测器正常接收。以高轨卫星和同步轨道卫星为目标，测量了回波信号偏离视场中心的角度值，并仿真分析了使用摆镜校正偏离角度值的效果。结果表明，该方法可以在小视场激光测距时快速高精度校正回波信号，可为满月时月球激光测距与空间目标白天激光测距提供支持。

为提高自适应光学（AO）系统中倾斜镜（TTM）的控制性能，提出了一种基于滤波的线性自抗扰预估控制（FLADRC-Smith）方法。该方法利用Smith预估器提升了系统误差抑制带宽，同时设计滤波环节修正TTM控制量，保证系统对高频扰动信号的抑制性能。仿真建立AO倾斜校正模型对该方法进行验证，结果表明，所提方法能有效提高系统带宽和TTM动态响应性能。在纯时滞系统中，该方法相较于比例-积分（PI）控制将系统的误差抑制带宽提升了4.56倍；在同等误差抑制带宽条件下，将该方法在纯时滞系统和二阶振荡时滞系统中与比例积分预估（PI-Smith）控制方法对比，系统抑制内外部扰动能力更强，TTM的动态响应性能提升了20%以上。

深空激光测距受距离遥远、大气损耗等因素影响，地面站接收到的回波光子数非常稀少，因此，研究增加回波光子数的方法对提高系统测距成功概率具有重要的意义。文中在云南天文台1.2 m望远镜激光测距系统发射光路中增加摆镜，通过快速高精度控制激光光束传播方向的方法搜索回波光子数较多的指向位置。首先设计了摆镜扫描系统，然后对系统进行仿真分析，模拟系统出射光束偏转角度和能量分布随摆镜偏转角度的变化情况以及利用摆镜进行搜索的效果，最后对测距卫星进行实际观测试验。测量得到系统使用的二维摆镜的最小分辨率为0.2″，经激光发射系统扩束后，可以实现最小0.005″的搜索步长，控制频率在100 Hz以上。实际观测结果表明，使用摆镜提高回波率的方法是有效的，并且目标轨道高度越高效果越明显，因此可应用于深空目标激光测距系统。

一对多激光通信天线受结构和尺寸的限制,反射镜与安装平面只能单独研磨。虽然可根据面形测试结果对安装平面进行反复研磨,以保证摆镜安装后的面形精度,但该方法难度大、周期长、成功率低。为了减小加工难度,在保证正常研磨精度(5μm)的同时降低安装面平面度造成的安装应力和温度变形等外力影响,保证摆镜安装后的面形精度。研究了摆镜在力学作用下的面形精度变化和面形稳定性,优化设计了隔离结构,有效提高了摆镜的面形稳定性。测试结果表明,在测试波长为λ时,安装应力和温度升(降)载荷作用下摆镜面形精度的峰谷值由0.546λ提升到0.161λ,均方根值由0.099λ提升到0.019λ,完全符合设计要求。

在基于图像传感器的倾斜镜控制系统中，由于传感器采样频率和系统延时的影响，限制了系统的闭环性能和控制带宽。在有限带宽的条件下，本文提出利用光栅尺测量位置，差分得到速度，实现基于图像传感器系统的速度-位置反馈控制，从而提升倾斜镜控制系统的误差抑制能力。速度反馈环节的引入，使控制系统呈微分特性，当速度反馈闭环完成后，图像位置回路具有积分特性，此时使用PI控制器稳定系统，从而使得系统从零型上升为二型系统，提升系统的误差抑制能力。仿真和实验都证明这种方法可以有效地提高跟踪控制系统的闭环性能。

Structural vibrations in Tip-Tilt modes usually affect the closed-loop performance of astronomically optical telescopes. In this paper, the state of art control methods—proportional integral (PI) control, linear quadratic Gaussian (LQG) control, disturbance feed forward (DFF) control, and disturbance observer control (DOBC) of Tip-Tilt mirror to reject vibrations are first reviewed, and then compared systematically and comprehensively. Some mathematical transformations allow PI, LQG, DFF, and DOBC to be described in a uniform framework of sensitivity function that expresses their advantages and disadvantages. In essence, feed forward control based-inverse model is the main idea of current techniques, which is dependent on accuracies of models in terms of Tip-Tilt mirror and vibrations. DOBC can relax dependences on accuracy model, and therefore this survey concentrates on concise tutorials of this method with clear descriptions of their features in the control area of disturbance rejections. Its applications in various conditions are reviewed with emphasis on the effectiveness. Finally, the open problems, challenges and research prospects of DOBC of Tip-Tilt mirror are discussed.