稳定跟踪平台是一种搭载于运动载体上的伺服平台,使用陀螺仪感应载体的速度扰动,不断调整平台框架姿态,保证搭载的探测设备在惯性空间上保持稳定,具有目标搜索、跟踪等多种功能,在现代国防与民用领域有着越来越广泛的运用前景。本文结合实际需求,以工程项目为背景,为某两轴四框架稳定跟踪平台设计伺服控制系统,针对各种工作状态下的控制回路分析、稳定控制回路设计和伺服控制系统的软硬件实现展开研究,主要研究的内容如下:根据功能需求,完成了两轴四框架稳定跟踪平台控制系统总体方案设计,包括伺服控制系统组成和控制器、执行机构、传感器等主要元器件的选型,建立了被控对象的数学模型,分析了伺服控制系统工作状态及相应的控制回路结构,分析了两轴四框架平台的稳定机理,从运动学和控制的角度分析了两轴四框架平台的优点。根据实际项目的要求设计了伺服控制系统硬件电路,按照各自功能不同设计了基于DSP的控制、驱动、电源三类电路板的原理图及PCB图,完成了PCB电路板的制作和功能调试,编写了伺服控制系统软件程序,设计了位置预偏回路各控制闭环的校正环节,并在两轴四框架平台实物上进行了相关实验,满足了性能指标。在速度稳定回路控制策略方面,针对被控对象数学模型特点,在传统两轴四框架平台速度稳定回路基础上将内框架陀螺信号引入外框架,改善了动态性能。使用PI控制方法设计了速度稳定回路各控制闭环的校正环节,经过仿真实验在理想条件下可达到性能要求;针对稳定跟踪平台在实际运行中存在电机力矩、载体速度的未知扰动,使用经典控制方法抑制扰动存在局限的问题,采用扩张状态观测器和PI控制方法相结合的控制策略,通过扩张状态观测器实时观测并补偿系统受到的总扰动,使用PI控制方法对扰动补偿后的被控对象进行控制,仿真实验结果表明改进后的控制策略在抑制力矩扰动和载体速度扰动方面与经典PI控制方法相比有很大的提升。