现代天文望远镜是集机械、光学、液压、大气、电子、控制等于一体的多学科融合、高技术密度的复杂机电系统，传统设计方法设计效率低、周期长，设计成本高，且使设计结果常常不是最优解。面向复杂机电系统的多学科设计优化方法为复杂机电系统的设计提供了有效的途径。现代天文望远镜要求天文望远镜跟踪系统在承受非线性干扰，如风载、摩擦、重力变形引起的载荷波动、驱动系统的力矩波动、线缆的拖拽以及望远镜自身的巨型尺寸、设计结构等导致有限刚度的条件下仍能保证极高的跟踪精度。传统控制策略难以实现较高的控制精度，因此基于多学科设立理论与方法进行望远镜跟踪系统及其算法进行综合优化有着非常重要的意义。　　本文首先采用复杂机电系统设计理论，利用动态设计过程中耦合与解耦的优化设计方法，对双余度望远镜跟踪实验平台实际设计中存在的机电耦合进行了详细深入分析;设计了超低速精密跟踪仿真平台并建立了实验平台跟踪系统理想模型。在此基础上，当系统结构有限刚度时，对实验平台跟踪控制系统的影响进行分析和仿真。以中国“宋”望远镜为实验对象，对望远镜跟踪系统的前馈控制进行了分析与仿真，并对中国“宋”标准节点望远镜对望远镜的跟踪系统进行了测试和分析。望远镜直接驱动跟踪系统是一个多变量、非线性、强耦合的复杂机电控制对象，且望远镜在跟踪过程中还要受到诸如摩擦、力矩波动、风扰等非线性干扰，采用传统P1D控制无法从根本上解决静态和动态性能之间、跟踪设定值与抑制扰动能力之间存在的矛盾。因此探讨现代先进控制方法在望远镜跟踪系统中的应用是非常必要的，本文以跟踪平台为实验对象对滑模控制等现代控制方法在望远镜的跟踪系统中的应用进行了研究。