快速周扫探测系统是一种利用高速摆动的反扫装置实现单视场场景凝视补偿成像的新型全景光电系统。对该系统的快速扫描原理进行了详细介绍，指出扫描平台的高精度稳定控制是快速周扫探测系统设计与实现的关键。根据扫描平台的控制机理建立了水平向与垂直向的惯性稳定平台数学模型，采用分数阶 PID（proportion integration differentiation）控制器对扫描平台进行控制，分析并验证了基于分数阶 PID 控制算法对扫描平台的控制性能。实验结果表明：与传统 PID 控制器相比，采用分数阶 PID 控制器的扫描平台具有无超调和抗扰动性能更强的优点，水平向稳定精度由0.005 82°(1 $ \sigma $)提升至0.001 26°(1 $ \sigma $)，垂直向稳定精度由0.003 66°(1 $ \sigma $)提升至0.001 62°(1 $ \sigma $)，能保证给出的快速周扫探测系统获得清晰稳定的全景图像。

针对当前光电稳定平台伺服系统中扰动抑制能力不足的问题，提出一种扰动分离自抗扰控制（DSADRC）算法。扰动分离自抗扰控制充分利用工程实际中可获取到的部分已知的光电稳定平台模型信息及经典控制中的控制器信息，并将其加入到自抗扰控制的设计中。该算法通过减少光电稳定平台系统中的总扰动量，增加系统的扰动观测精度及扰动抑制能力。同时，通过算法设计实现了经典控制器的复用，减少了设计工作量。仿真实验结果表明：在控制器相同、扰动条件相同的情况下，扰动分离自抗扰控制阶跃响应调节时间减少58.8%，上升时间减少26.5%，且无超调量；在1V2Hz等效扰动下，系统稳态精度提高51.5%，系统性能提升效果明显。在实物验证实验中，对于不同频率的等效扰动，相比PID控制，扰动分离自抗扰控制稳态精度提升50%以上，有效地提高了光电稳定平台的稳态精度。

针对光电跟踪稳定平台系统中载机振动、系统参数摄动、摩擦力矩及外部扰动等因素直接影响光电跟踪系统稳定精度的问题，从伺服控制器控制角度出发抑制跟踪系统中的偏差，提高稳定精度，保证其在复杂环境下仍具有强鲁棒性。通过建立光电跟踪稳定平台系统的数学模型，分析干扰力矩、陀螺噪声及系统参数的变化对光电稳定平台的影响，设计了基于新型非线性扩张观测器（novel nonlinear extended state observer，NNESO）和滑模变结构控制（sliding mode varianle structure control，SMVSC）的复合控制策略。理论推导和仿真实验结果表明：此种复合控制策略具备对干扰力矩、外界扰动和系统结构参数摄动的完全适应性和强鲁棒性，对比无新型非线性扩张观测器的控制系统，证明其拥有更高的稳定精度和更快的动态响应，在补偿非线性方面具有良好的效果，可增强光电跟踪稳定平台的抗扰动能力。