光电稳定平台是一种安装在运动载体上的伺服系统,平台上安装对地或对空探测装置,如摄像机或红外热像仪等,用于跟踪地面或空中目标。当载体的姿态角发生变化时,光电稳定平台可以隔离载体的干扰运动,保证探测设备始终指向目标。近年来,光电稳定平台得到了快速发展,并广泛应用于机载、舰载、车载武器系统、弹箭制导等军事领域和空间遥测、公安消防、环境监测等民用领域。它是集光、机、电于一体的复杂系统。本文以某两轴四框架边海防巡逻车载光电稳定平台为研究对象,在理论与试验分析的基础上对平台稳定机理、平台系统建模、平台控制策略和伺服控制系统的实现等方面进行了深入研究。首先,本文对边海防巡逻车载光电稳定平台的机理进行了深入研究。概述了光电稳定平台的系统组成及框架结构,研究两轴四框架结构的车载光电稳定平台的工作原理,确定了速率陀螺的安装方式。在此基础上,对两轴四框架车载稳定平台进行机理分析,包括工作原理、坐标转换关系、隔离载体扰动的机理等,并着重分析复合框架的速度稳定回路、位置随动回路及视轴稳定回路控制模型。其次,针对MEMS陀螺的测量噪声进行预测滤波。通过分析陀螺噪声信号的功率谱密度,确定噪声来源以及对系统性能的影响。采用时间序列法对预处理后的陀螺数据进行建模,在此基础上提出基于动态模型的Kalman滑模滤波方法,通过仿真实验测试系统的滤波效果并进行数据统计特性分析。再次,针对视轴稳定系统扰动抑制的策略进行研究。对平台视轴速度稳定回路主要单元建立数学模型,并研究视轴速度稳定回路的控制模型。分析视轴稳定精度和系统的扰动隔离度,在速度稳定回路校正环节的设计中,研究基于超前-滞后校正的RESO自抗扰控制策略并进行仿真实验。最后,研制两轴四框架边海防巡逻车载光电稳定平台的实验装置并对其伺服控制系统进行性能测试。对伺服控制系统的主要元器件进行选型,并根据光电稳定平台的工作模式,以GD32为控制器的核心,完成了伺服控制系统硬件电路的设计,并通过Keil5平台进行伺服驱动系统的软件测试。在此实验装置上进行光电稳定平台控制系统的稳定精度测试和模拟跟踪测试实验,实验结果验证了本文对边海防巡逻车载光电稳定平台控制机理分析和伺服控制器设计的有效性。