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针对光电成像跟踪器信号处理、传输造成的测量时滞和系统模型不确定的特性，设计了一种鲁棒自调整内模控制算法。首先，给出基于相位裕度和幅值裕度的系统控制器参数整定方程。然后，分析得到了模型失配情况下的系统鲁棒稳定条件以及参数的设计准则。最后，引入基于二次型性能指标的优化方法在线自适应调整控制滤波器参数来提高系统的控制性能和鲁棒性。在四轴光电跟踪转台上的实验结果表明，所设计算法可有效地克服光电图像跟踪器测量时滞所造成的跟踪偏差，跟踪精度〈1 mil，保证了成像传感器对目标的快速准确跟踪。