随着时代的发展以及射电天文学的要求不断提高,射电望远镜必然向着高频段、大口径趋势发展。高频段的电磁波信号,需要射电望远镜有更高的指向精度,不断增大的口径导致结构本身的固有频率愈发的降低,驱动柔性与结构柔性不断增强,此外由于摩擦、齿隙以及风扰的影响,使得高精度指向控制成为工程上的难点。为此本文根据大射电望远镜伺服指向系统的特点,构造了双环复合控制框架,在此框架的基础上,对以下内容进行了研究:参数辨识。双环复合控制框架包含内环控制器与外环控制器,其中内环控制器采用PI+LQG控制算法,该算法需要知晓被控对象较为准确的状态空间方程,针对这一问题,提出了一种基于非传统阶跃信号的参数辨识方法。该方法能够在一定的误差范围内得到系统的传递函数,进而求出各个物理参数,获得系统较为准确的状态空间方程,同时还能够辨识出系统的滞后时间。鲁棒控制器设计。大射电望远镜工作时受到多种扰动与不确定性因素影响。首先考虑到风力扰动,对其建立了稳态风与随机风的风扰模型,并且对随机风进入伺服控制系统的机制进行了研究;不确定性因素中的参数不确定性可由参数辨识过程中的误差范围得到;最后针对大射电望远镜机电伺服系统中存在的各种摩擦齿隙等非线性因素进行了分析。在上述所有因素影响下,为了使系统保持稳定且保证足够高的指向精度,设计了基于波特图的鲁棒控制器。该控制器的核心思想是将所有不确定因素与扰动体现为系统波特图的禁区部分,然后设计鲁棒控制器使系统的频率响应曲线与禁区无交叉,达到控制目的。半实物仿真系统实验。文末在半实物仿真系统上搭建了两惯量系统,分别对提出的参数辨识方法与鲁棒控制器进行实验。实验结果表明在误差范围内参数辨识方法能够较准确的辨识出系统物理参数,鲁棒控制器在内环与双环条件下均可以抑制不确定性对系统造成的不利影响,并保证足够高的指向精度。本文通过提出通用化的参数辨识方法以及鲁棒控制算法,为日后QTT项目设计控制器提供设计思路与设计步骤参考。