惯性稳定平台在运行过程中会受到内部和外部因素的影响，这些因素的变化引起被控对象的参数变化，进而降低系统的控制精度。本文提出在惯性稳定平台的速度回路内增加高增益的加速度闭环校正，可以很好地补偿被控对象参数变化的不利影响。并且由于加速度计为惯性敏感元件，加速度内回路还具有扰动抑制能力，惯性稳定平台的主动抑制能力等于加速度回路和速度回路抑制能力之和。实验证明，加速度反馈闭环增强了惯性稳定平台的主动抑制能力。

由于航空遥感惯性稳定平台框架角运动受限, 本文提出了基于LuGre摩擦模型进行参数初步和精确辨识的方法以进一步提高其控制精度。从数字控制系统出发, 构建了摩擦参数辨识系统, 把摩擦参数辨识问题转化为曲线拟合问题。通过限定输入信号幅值和频率, 解决了框架角运动受限导致摩擦参数辨识困难的问题。结合数字控制系统特性, 优先辨识摩擦线性项参数; 根据摩擦静态和动态特性, 提出分步夹逼和分步搜索法依次辨识剩余参数, 完成初步辨识。然后代入初步辨识结果, 用遗传算法完成摩擦参数的精确辨识。仿真结果表明: 摩擦参数初步辨识误差小于5%, 精确辨识误差小于0.7%; 用辨识出的摩擦参数构建摩擦补偿器, 系统对基座低频角运动干扰的抑制能力提高了4倍。最后, 基于某原理样机开展了摩擦参数辨识和补偿实验, 结果表明控制精度提高了1倍, 证实了提出的辨识方法的有效性和工程实用意义。

为了进一步提升机动平台的遥感侦查能力，在惯性稳定平台的基础上，结合光电探测信息通路中的快速反射镜，构成惯性/光机复合指向系统，借助快返镜的快速运动补偿惯性稳定回路的伺服误差，可有效提高探测光轴的稳定精度与指向跟踪的机动性能。将惯性稳定回路与快反镜控制回路转化为平行的双入单出系统，针对两者作用频带与作动范围的差异，提出一种惯性/光机复合指向控制方法，解决系统中惯性稳定机架指向与快反镜指向叠加的稳定性匹配和频带分解问题，从而提升光轴的稳定精度和机动性能。仿真结果表明：加入了快反镜的惯性稳定平台的误差有显著减小，其跟踪误差量从0.018°减小到0.005°以内，验证了控制器设计的有效性。

由于惯性稳定平台中的轴系精度直接影响产品的性能指标，提出了一种采用钢带传动技术来提高稳定平台中轴系精度的设计方法。根据带传动设计特点，对钢带传动技术的工作原理、实现方式、误差分析、仿真计算等进行了详细分析，给出了设计要点和设计结果，并对设计结果进行了试验验证。试验结果表明：钢带传动机构运行平稳、可靠，传动精度高，满足产品稳定精度指标要求。

结合反馈控制提出了一种自适应前馈控制方法来提高惯性稳定平台稳定控制的指令跟踪性能。 应用子空间辨识算法, 由输入输出数据辨识稳定平台动态模型的状态空间描述;采用频域回路成型方法设计反馈回路控制器, 用于抑制外部扰动。应用递推最小二乘(RLS)自适应滤波器构建反馈控制回路逆模型, 构造指令信号的全通特性, 提高指令跟踪能力。针对不同的指令信号进行跟踪实验, 验证了自适应前馈控制方法的有效性。实验结果表明: 提出的自适应前馈方法对阶跃指令响应快, 超调量可由反馈控制的30%降低至4.5%, 对30 Hz正弦信号的响应幅值无衰减, 相位滞后由反馈控制的90°降低至54°。得到的结果显著提高了系统的暂态性能, 控制性能优于单独的反馈控制回路。

根据对称性,在任意一个自由度方向将惯性稳定平台简化为单自由度系统.根据动力学原理,建立了惯性稳定平台的驱动模型和数学模型.万向环和柔性支撑组合使用让惯性稳定平台系统结构紧凑,对线振动不敏感,能抑制部分角振动.转动惯量比较小时,驱动力矩主要由控制带宽决定.依据数学模型推导出振动传递率和惯性稳定平台系统扭转固有频率以及环境振动角频率之间的关系,惯性稳定平台系统结构上对大于6Hz的环境角扰动能够起到隔振作用.惯性稳定平台在两个自由度方向的闭环控制带宽都达到了100Hz,但系统闭环后的隔振效果有待进一步研究.