光电跟瞄转台广泛应用于动平台（机载、车载、船载）上的光电探测、激光通信等系统中。光电跟瞄转台必须具备视轴稳定能力,为降低平台姿态扰动、振动对光电跟瞄转台视轴稳定性的影响,需要设计一个可靠的稳定回路隔离姿态扰动、振动等因素的影响。随着光电跟瞄转台向小型化、低成本方向发展,直接稳定方案明显不足,捷联稳定方案为体积受限的光电跟瞄转台的视轴稳定控制提供了新的解决方案。本课题以某机载激光通信终端项目为背景,为建立稳定的通信链路,对研制的单反镜跟瞄转台样机在捷联稳定条件下的伺服控制系统研究。首先,概述了国内外跟瞄转台的研究现状,分析跟瞄转台的视轴稳定控制技术,通过对跟瞄转台的性能以及应用背景分析,选择合理的结构形式。对比直接稳定与捷联稳定的优缺点,确定以捷联稳定的控制技术作为单反镜跟瞄转台的视轴稳定方案,并详细论证了伺服系统中的驱动元件与测量元件的选型。本文设计了以STM32+FPGA为主控与DRV8312为驱动的伺服控制系统,采用相关分析法对单反镜跟瞄转台进行扫频,对跟瞄转台的幅频特性曲线辨识得到框架的数学模型,为捷联稳定控制算法与伺服控制策略设计提供支撑。根据捷联稳定控制技术,建立单反镜跟瞄转台的运动学模型,采用角速度补偿算法对单反镜跟瞄转台进行解耦。对捷联稳定控制造成陀螺测速环节与光栅测速环节动态特性不匹配问题,采用匹配滤波的算法,使跟瞄转台解耦精度在3Hz时提高了28.1d B。对微分测速噪声增大的问题,设计跟踪微分器对噪声进行抑制。最后,在捷联稳定控制算法的研究基础之上,通过超前滞后的补偿方法设计了光栅速度环、陀螺稳定环与光栅位置环控制器;对系统扰动力矩的影响采用扰动观测器的补偿方法。最终实现,单反镜跟瞄转台在5°、2Hz的扰动下,方位框架的稳定精度为30.2μrad,优于50μrad的稳定精度指标;单反镜跟瞄转台在1°、2Hz扰动下的跟踪5°、0.2Hz的目标精度为112.5μrad,优于系统设计指标150μrad,达到建立机载激光通信链路的指标要求。