大口径、高频段是当今射电望远镜的发展趋势。随着天线口径的不断增大,其结构固有频率变低、阻尼变小导致伺服带宽变窄,同时高频段对系统指向精度又提出了更高的要求。此外,大口径天线在受到外部环境干扰如阵风等因素时,产生的不利影响也会加剧,这些不利因素导致对天线系统的跟踪控制难度变大。与此同时在俯仰运动过程中摩擦力矩、未建模几何非线性动力特性以及大惯量,使得系统产生输出滞后效应,这将进一步使系统跟踪精度降低、末端振动量增大甚至导致系统不稳定。因此,高精度指向控制问题已成为工程实现的关键难题。本文以大射电望远镜为研究对象,针对系统的快速性和平稳性之间的矛盾关系,在双环复合控制方案的基础上,提出了一种帕累托前沿优化的方法,它能够对内环鲁棒控制器和外环PID控制器的参数进行优化,从而达到寻找合适控制器参数的目的。该方法主要是针对上升时间和末端振动量的矛盾。大射电望远镜系统中存在大惯量、间隙、摩擦以及扰动,这些因素会使系统产生滞后效应。滞后的存在使得系统控制性能变差,如果滞后时间过大甚至会引起系统振荡乃至不稳定。本文主要是根据滞后时间和模型设计Smith预估器进行补偿,该方法的原理是将滞后环节移动到闭环系统之外,从而提高系统动态性能。但是在大射电望远镜实际工作过程中,滞后时间通常不固定,辨识出来的结果并不准确,而且Smith预估器法存在着严重的模型失配问题。故此,将时间滞后等效成扰动,提出了一种自构架模糊网络法对其进行在线估计,将自构架模糊的输出作为补偿加进控制系统中。通过仿真验证了该方法的合理性和适用性。最后将大口径射电望远镜等效为三惯量系统,利用柔性尺对大天线的结构柔性进行模拟,搭建了相应的实验平台,并且在平台上分别做了双环复合控制器参数优化和自构架模糊前馈补偿器补偿滞后的实验,在做自构架模糊前馈补偿器实验时为了将算法与硬件接口连接起来,使用了C MEX S函数。实验结果和仿真保持一致,系统在达到控制精度的同时对振动也进行了有效抑制。