最近几十年来,航空成像与测量技术逐渐发展起来,作为一项新兴的技术,航空成像与测量技术包含了多个学科领域,它利用航空机载光学系统和光电耦合器件来侦察和测量地面的景物信息,主要应用于战前对敌方地面目标区域进行侦察以及战后对我方的军事打击进行评估,是获取军事情报的重要手段之一,对我国的军事及国防领域的发展具有十分重要的意义。航空侦察相机具有机动灵活、时效性高、目的性强等优点,成为了主要的航空成像手段之一。航空侦察相机在工作时由于飞行器的运动,导致视轴与目标点产生相对运动,产生前向像移。这就需要对视轴进行补偿。另外,航空侦察相机在工作时的环境复杂多变,飞行器飞行时姿态的变化以及发动机本身的振动都会给系统带来巨大的、难以预测的外部扰动,导致相机视轴的抖动,致使拍摄图片的分辨率下降。另外航空侦察相机电机在运行时本身也存在死区、饱和以及摩擦力不均匀等非线性问题,难以获得被控对象的精确模型。传统的PID控制方法无法估计系统的外部扰动,对于系统参数变化所带来的内部扰动也无法处理,控制效果不理想。本文以某型号长焦距全景式线阵TDI-CCD航空侦察相机为研究对象,针对位角速度控制系统进行控制,对视轴进行补偿。本文分析了航空侦察相机位角速度控制系统的性能指标,测量了其传递函数,并针对该系统设计了自抗扰控制器,包括跟踪微分器、扩张状态观测器以及状态误差反馈控制律,之后进行了仿真实验,验证了自抗扰控制方法的快速性以及其对于系统内部扰动和外部环境扰动的抑制能力。结果表明,输入幅值为0.1°/s的阶跃信号,系统在0.05秒以内达到了稳定,稳态误差小于0.02°/s。数字仿真结果说明了,无论是系统的内部扰动还是外部扰动,自抗扰控制器都有较好的扰动抑制能力。最后在实验平台上进行了实验。在实验平台上进行实验验证,本文所设计的自抗扰控制器满足系统性能指标的要求。