光电跟踪系统是一种高精度的外测定位设备，应用领域十分广泛。光电跟踪系统的捕获和跟踪精度主要取决于控制分系统的控制性能，也直接决定了测量机动目标的能力。长期以来，对控制分系统的分析和设计都基于精确的系统数学模型。然而受到系统非线性、不确定性、时变性和不完全性等内在因素，以及设备老化、磨损和环境恶劣等外在因素的影响，控制分系统的性能严重下降，导致设备维护困难。　　 本文讨论了脱靶量噪声和力矩噪声对控制分系统的影响，研究了控制分系统的闭环带宽与噪声抑制的相对关系。根据工程需求，基于控制分系统的三闭环特性设计了两种自适应控制器，分别应用于控制分系统的速度和位置闭环。研究开发了一套虚拟仪器，用于评估控制分系统的性能，实现了计算机辅助设计控制分系统。　　 根据实际工程设计中对控制分系统的需求，两种改进的自适应PID控制器在运用经典控制理论的基础上，结合了PID控制的先进概念和模型参考自适应控制原理。熟悉并获得控制分系统的闭环带宽和噪声间的关系后，新型控制器加入了自适应控制的思想，能够保证原有控制器的稳定性。　　 评估控制性能的虚拟仪器参考动态信号分析仪的基本原理，使用了系统辨识技术，已实际运行在一套光电跟踪系统平台上。虚拟仪器能够辅助设计控制分系统并监测其性能，降低了对设计人员的要求。　　 控制分系统的发展目标是实现在线设计，提高设计效率和缩短设计周期。通过提出的这一新颖的设计控制分系统的思路，为实现这一目标打下了坚实的基础，将良好的应用于后续的工程设计实践中。