随着对侦察领域要求的不断提高,通信距离更远、速率更快、图像更清晰、抗干扰能力更强及精度更高的机载激光通信平台成为当今社会发展的需求。同时,机载平台和光学终端的小型化、轻量化将是未来发展的一大方向,且将会具有广阔的市场前景。而机载激光通信视轴的稳定是建立激光通信链路的基础与前提。机体自重与载重的减小势必会令其平台特性发生变化。工作时,所受到的风阻、摩擦扰动、载机的低频扰动和高频振动,以及光电吊舱受到振动传导都会与大重量大体积无人机有些许差异。另外光学终端在小型化的同时,传统复杂的跟踪系统也面临着结构简化的一大挑战。为了满足轻小型无人机机载激光通信对视轴稳定精度以及控制系统的特殊要求,本文首先介绍了国内外机载激光通信以及视轴稳定平台的发展概况和趋势。并以机载平台的视轴稳定为最终目标,主要完成了以下三个方面的研究。首先,分析了轻小型无人机平台所受扰动的影响因素,并设置测量试验量化分析了该平台的振动特性并与一些主流机型的振动误差进行对比。这一实验为视轴稳定控制器的设计和实现打下了基础。其次,通过利用嵌入式平台NVIDIA Jetson nano实现GPU CUDA并行计算加速,优化了质心提取算法。通过缩短质心计算时间,进而缩短闭环回路控制时间,从侧面提高了控制系统的闭环带宽。最后,采用基于组合趋近律的离散滑模控制算法,采用反正切函数对组合趋近律进行改良,使之在实际工作中无需确定具体的趋近律切换点,提高了方法的易用性。引入离散系统的干扰观测器,进一步提高了控制系统的鲁棒性,并对该算法进行了仿真和试验。在完成以上三方面研究的基础上,还对整个视轴稳定系统进行了多个实验,包括系统辨识、控制分系统动态跟踪实验、激光通信性能实验。实验验证,本系统所实现的视轴稳定精度达到160μrad左右。