随着科学技术的快速发展,现代战争正在逐渐发展成为以信息控制和系统集成为主导的战争形式。光电侦察载荷作为武器装备中重要的探测装置,可以对作战环境进行实时的侦察、对目标实时的跟踪。尤其在小型无人机出现及广泛应用后,光电侦察载荷也趋向轻量化、小型化以及低成本的设计,因此这类光电侦察载荷中所应用的传感器也是小型化、低成本的。但低成本的传感器性能较差,并且光电侦察载荷的工作环境又较为恶劣,因此,为保证光电侦察载荷的工作精度以及稳定性,需要对光电侦察载荷的传感器信号进行处理并对系统采取有效的控制策略。论文以提高光电侦察载荷稳定性为目标,分别从传感器滤波和控制结构两方面来对系统进行设计,最终通过实验验证设计方案对提高光电侦察载荷稳定性的效果。本文主要研究内容包括:1.MEMS陀螺仪信号特性分析。MEMS陀螺仪在应用过程中,由于受半导体热噪声以及电磁干扰等影响,陀螺仪的输出会叠加一定的随机误差,这种随机误差由多种不同类型的误差源组成。利用Allan方差法分析陀螺仪信号的随机误差,从而对各种误差源及其贡献大小加以表征和辨识。2.基于信息融合的传感器信号处理算法的分析与设计。根据MEMS陀螺仪信号随机误差分析的情况,在综合利用陀螺信号以及加速度计信号的前提下提出基于信息融合的卡尔曼滤波算法,对传感器信号进行滤波及常值漂移估计,并在仿真和实验中与前向线性预测滤波算法进行效果对比,从而证明基于信息融合的卡尔曼滤波算法的有效性。3.引入加速度环的多环路稳定控制策略设计。在经过信号滤波且得到较为准确的角速度及角加速度信号的基础上,在速度-电流双闭环控制系统中引入加速度环构成多环路控制系统。通过在dSpace半实物仿真系统中实验,验证多环路控制系统的有效性。4.复合稳定控制策略设计及仿真。在速度环-加速度环-电流环多环路控制系统的基础上,引入基于扰动的前馈控制构成光电侦察载荷的复合控制系统,在Matlab的Simulink中搭建仿真模型,验证复合控制的稳定性能;利用dSpace半实物仿真系统进行实验,进一步说明复合稳定控制的有效性。