自抗扰控制器是不以控制对象精确的数学模型为基础的控制方法,其主要控制思想是利用扩张状态观测器(ESO)来观测并且补偿除了串联积分环节以外的其他的总扰动,从而使控制系统整体具有较强的鲁棒性。但是,若要达到这样的控制目标,必须对扩张状态观测器的参数进行合理的设计,使其获得更好的观测能力。由于应用了特殊的非线性函数,扩张状态观测器参数与其性能之间的关系并不直观,其参数配置问题十分复杂。本文以提升扩张状态观测器性能为目标,从频域角度出发,对扩张状态观测器参数与其频率特性的关系进行了分析,并设计了相应的参数配置方法,具体内容包括以下几部分。首先,针对传统的三阶扩张状态观测器,推导了系统总扰动到观测器输出的传递函数,在给出了一般形式的频域性能指标的基础上,通过对传递函数的幅频和相频特性函数的单调性分析,分三种情况给出了满足给定频域指标要求的三阶线性扩张状态观测器的参数配置方法。然后,利用参数冻结法,进一步给出了一般三阶非线性扩张状态观测器的参数配置方法,并进行了仿真验证。其次,从减少扩张状态观测器补偿量和提高控制系统性能角度出发,考虑被控对象标称模型可用的情况,对传统扩张状态观测器的结构形式进行了改进,设计了基于一般二阶系统的改进型扩张状态观测器。在此基础上,通过公式变换,给出了基于频域性能指标的改进型扩张状态观测器的参数配置方法,并对其有效性进行了对比仿真验证。最后,考虑到自抗扰控制器所采用的非线性PD控制器的频带拓展能力有限,提出了将扩张状态观测器与串联校正、前馈控制相结合,利用扩张状态观测器来提高系统的鲁棒性,利用串联校正来拓展带宽提高系统反馈特性,利用前馈控制提高系统响应特性的控制策略。在建立了某型转台数学模型的基础上,将所提出的控制策略和改性型扩张状态观测器的参数配置方法应用于实际系统中,通过实验验证了策略和方法的有效性。