机载平台近几年发展迅速，被广泛应用于军事、公安、消防、农田监测以及低空航拍等民用领域。它是集光、机、电和控制于一体的复杂系统。保持视轴稳定和跟踪是系统必须实现的主要功能。本文在平台的结构设计和视轴稳定与跟踪控制方面进行深入的研究。　　本文首先概述国内外机载平台的结构和视轴稳定与跟踪控制的研究现状。针对本文所设计的三框架三自由度平台进行功能结构分析与设计，分析引起影响视轴稳定的原因，从平台机构运动学和动力学方面分析入手，设计三框架三自由度平台。根据平台的运动规律，推导出方位角与俯仰角度的计算方法。围绕视轴稳定与跟踪控制系统建立电机-平台负载系统数学模型。　　以内模控制理论为基础，对俯仰、方位框架负载系统的视轴稳定和跟踪控制系统进行理论分析。在传统PID控制的基础上，分析系统电流环节、速度环节的内模控制方法，进行控制系统的参数整定。在跟踪控制系统研究中，分析带时滞环节的位置跟踪系统，采用内模-PID控制方法，实现带时滞环节的位置跟踪控制。　　最后在理论分析的基础上，采用AVR控制芯片，和速率、位置传感器以及三框架三自由度云台，构建了平台控制系统的硬件系统。对平台系统进行视轴稳定和跟踪控制实验，结果表明所设计的结构符合要求，采用内模-PID控制，提高了跟踪系统控制精度，简化参数整定。