随着精确制导武器技术的不断发展，航空光电吊舱已成为战机精确打击系统中的重要组成部分。它隔离载机的姿态变化和机械振动对光电传感器指向的影响，同时，它利用光电传感器完成对目标的搜索、定位、跟踪。发展航空光电吊舱对我国的国防建设具有非常重大的意义。本文以航空光电吊舱为研究对象，建立吊舱模型。该吊舱模型为一个两轴伺服系统，方位轴和俯仰轴都由速度环回路和位置环回路构成。由于航空光电吊舱是一个具有大时延、非线性而又要求高跟踪和稳定精度的系统，对控制器的设计要求较高。比较当前流行的控制方法后，本文采用变结构控制(VSC)的原理对系统控制器进行设计。本文分别对各轴速度环和位置环采用比例策略的滑模变结构方法设计控制器。Matlab语言仿真表明，采用变结构后，系统性能较经典PID控制器有明显的提高，稳定精度和响应速度都达到系统设计要求。由于比例控制策略的滑模变结构方法会带来较大的抖动，本文最后利用指数趋近控制策略设计变结构控制器，并将其运用于各轴位置环，仿真表明系统抖动明显减小。最后，本文根据实际工程应用的需要，给出指数趋近控制策略的变结构的工程算法。