机载稳像平台作为航空飞机的重要载荷,实现了在各种环境下对目标区域进行扫描、探测、目标识别以及跟踪等工作,随着科技发展,对机载稳像平台的稳定性以及成像质量需求也日益提高。稳像平台在工作中视轴很容易因为飞机姿态变化、风阻力矩或者平台内部扰动等而产生偏差,同时不能拍摄出高品质的图像。因此提高平台的视轴稳定精度以及进行像移补偿是实现机载高精度稳像的关键。本文以平台视轴稳定以及高质量成像为目标,提出了复合轴控制方案,并在此基础上进行了以下三方面的研究工作:（1）机载稳像平台系统分析。包括稳像平台工作流程以及主要结构分析、伺服系统在工作过程中的主要扰动因素分析。设计粗级稳定控制方案,提出自适应鲁棒滑模控制方法,基于电机模型对控制律和自适应律进行改进,达到实现精级稳定时对粗级稳定的要求。（2）设计精级稳定控制方案。选用自研的快速反射镜并进行建模,设计卡尔曼滤波器。对PID控制器参数的整定提出了遗传算法寻优方案并对算法进行优化改进。改进优化主要包括:目标函数的选取加入变权重的惩罚功能,选择环节采用无回放余数随机选择策略。通过实验与仿真分析,验证了基于卡尔曼滤波的PID控制器与遗传算法相结合的方案可以有效提高快速反射镜的动态性能,保证快速反射镜能够精准进行视轴偏差补偿以及像移补偿。（3）对基于快速反射镜的像移补偿理论进行分析。分析像移产生的原因以及像移补偿的必要性。确定扫描成像方式。建立参考坐标系,推导快速反射镜像移补偿的角速度。最后搭建实验平台进行了视轴稳定以及像移补偿的实验。实验结果显示,系统的视轴稳定精度提升了5倍,像移补偿时系统的成像分辨率小于系统能分辨的最小靶标极限,满足项目需求。