自从稳定平台问世以来，一直采用框架式的串联机构形式的稳定平台，由于其结构简单，工作空间大，运动灵活，获得了广泛的应用；相比之下，并联机构稳定平台具有结构刚度好、承受负载强、空间定位精度高、整个机构紧凑等特点。然而，无论是串联稳定平台还是并联稳定平台，都有其难以克服的缺点，如工作空间、承载力等矛盾难以消除。本论文综合它们的优点，深入研究了并串联混合机构。针对本实验室研制的并串联光电稳定平台原理样机，就运动学、动力学、光纤陀螺随机漂移、控制算法以及伺服系统实现等相关关键问题开展了深入研究。论文完成的主要工作和创新如下：1、采用矢量法和旋转矩阵法对并串联光电稳定平台进行了的运动学分析。采用三维建模软件UG和多体动力学仿真软件ADAMS相结合建立稳定平台三维模型。根据推导的运动学模型和三维模型，详细分析了工作台输出的滚转、俯仰和偏转角之间耦合关系，并对并串联光电稳定平台运动学模型、三维模型进行仿真实验，并与实际数据进行了对比分析，进一步证明了所建立的运动学模型和三维模型准确有效。2、基于Lagrange法和虚功原理建立了并串联光电稳定平台动力学模型。分析了稳定平台各个部分的动能，根据Lagrange法建立了稳定平台适合于控制使用的动力学模型。根据虚功原理对稳定平台进行了广义力分析。根据并串联光电稳定平台三维模型，采用ADAMS软件对各轴的力矩和加速度进行了动力学分析。3、基于时间序列建立光纤陀螺随机漂移模型，采用卡尔曼滤波抑制随机漂移。分析了光纤陀螺随机漂移的特性，利用实测数据建立了光纤陀螺随机漂移的静态和动态ARMA模型。依据ARMA模型，采用卡尔曼滤波有效的抑制光纤陀螺随机漂移。4、完善动力学模型，设计了一个非线性自适应控制器。详细分析了动力学模型的各项系数。考虑实际系统工作中存在的摩擦、负载扰动和动力学参数误差。分离出动力学模型中的未建模动力学参数、摩擦力参数和负载扰动，建立了关于待辨识参数的线性动力学模。运用Lyapunov方法设计了一个非线性自适应控制器。分别将所提出的控制器与计算力矩控制器分别在跟踪高速和低速情况进行了仿真实验，将实验结果进行了对比分析，实验表明所提出非线性自适应控制器在低速、高速状态下控制效果明显好于传统计算力矩控制。5、构建了并串联光电稳定平台伺服系统的软硬件，搭建了实验平台。搭建实验平台为并串联光电稳定平台系统相关技术的研究和验证提供一个有效的、与实际相似的实验环境的平台。将所提出的非线性自适应控制器用于并串联光电稳定平台控制，实验结果证明了本文有关理论分析的正确性和所设计的控制系统的有效性。