随着光电跟踪系统的不断发展,其越来越多的被应用在运动平台上,除此之外,跟踪目标的种类和特性也在发生改变,这都对光电跟踪系统的控制系统设计提出了更高的要求。实现运动平台目标跟踪的两个主要任务是视轴稳定与目标跟踪。视轴的惯性稳定需要增加额外的惯性传感器,构建稳定回路,隔离载体扰动。在系统惯性稳定的条件下,目标跟踪性能决定了系统最终的跟踪精度,其中,图像传感器的性能是影响系统跟踪性能的最主要的原因,传统的反馈控制主要是通过提高开环增益或者提高系统型别的方法来提高跟踪性能,但是这些方法会对系统的稳定性和动态性能有影响,效果有限。理论上,目标信息的前馈是提高对机动目标的跟踪精度的一种非常有效的手段。但是,对于光电跟踪系统而言,大多数情况下,图像传感器器只能得到目标轴与视轴的之间偏差信息,不能直接实现基于输入的前馈控制。对于基座安装在地面的跟踪系统,通过传感器数据融合和预测滤波技术合成目标运动信息实现等效前馈的方法已经得到了应用和发展,而对于基座安装在运动平台的系统,由于还要额外受到载体扰动的影响,这些地基跟踪的方法并不能完全适用,与此相关的研究相对较少。另外,这种目标信息合成等效的前馈方法,其有效性依赖于目标信息合成的精度,受延时估计的准确性、被控对象模型辨识精度的等方面的影响。因此,探索新的控制方法,来进一步提高运动平台光电跟踪系统的目标跟踪性能是当前研究的一个重点。本课题提出在运动平台光电跟踪系统应用一种基于Youla参数化的前馈控制方法。它结合视轴偏差信息和控制器的输出,通过前馈滤波器前馈到原始反馈回路中,其误差抑制能力是传统反馈控制的误差抑制能力与1-Q（s）e^-T₁s之和。这种设计把控制器设计问题转化成了滤波器优化问题,并且Q（s）的低通特性设计能够在一定程度上抑制模型精度辨识对系统稳定性的影响。由于该方法对误差抑制和扰动抑制同时有效果,不依赖于额外增加的传感器特性,而仅仅利用图像传感器提供的偏差进行控制,所以同样的适用于运动平台上的光电跟踪系统。由于前馈滤波器的设计至关重要,本文设计优化了一种三阶Q31低通滤波器,进一步优化和调整跟踪性能。对该方法进行了Matlab Simulink模块仿真分析和基于快反镜系统的实验验证,结果都表明该基于Youla参数化的前馈控制方法可以有效提高系统在低频段的误差抑制能力,当目标运动频率在1Hz以下时,其误差抑制能力与传统反馈控制相比可以提高3-4倍。