机载吊舱技术涵盖机械、自动控制、电子、计算机等多种学科，随着相关学科技术的逐渐成熟，其产品在军用、民用等领域得到了越来越多的应用。由于机载环境下干扰严重，而对吊舱的跟踪精度要求又较高，传统的控制方法难以有效地克服系统干扰，不能完全满足系统控制性能指标要求。因此，衡量机载吊舱技术水平的关键因素为控制系统的性能完善及提高。本文以机载吊舱为研究对象，旨在选用一种合适的控制策略，能够满足机载吊舱对控制精度的要求。首先提出机载吊舱控制系统总体设计方案，针对机载吊舱控制系统进行数学建模，利用Matlab对机载吊舱数学模型并进行频域分析。在对传统PID控制算法研究的基础上，针对本研究对象的非线性及不确定性等特点，引入自抗扰控制原理，对自抗扰控制算法的三个重要组成部分跟踪微分器、扩张状态观测器及非线性反馈控制律进行深入研究，得出了自抗扰控制算法的二阶离散形式；其次，对自抗扰控制器进行结构分析，设计机载吊舱二阶离散自抗扰控制器，利用S-function完成自抗扰控制器三大模块编程，结合吊舱数学模型建立仿真模型，采用三维绘图方式解决自抗扰参数整定繁杂的问题，完成机载吊舱自抗扰控制器的参数整定。在Simulink环境下，对传统PID算法及自抗扰控制算法进行控制效果仿真对比，在仿真分析的基础上，对机载吊舱控制系统进行相关试验，对试验数据进行总结分析，再次验证基于自抗扰控制算法的机载吊舱可以满足控制技术指标，验证了所选控制算法的有效性及控制设计方案的合理性，为机载吊舱控制系统的研究提供了新思路，其研究内容具有一定的理论及应用价值。