针对无人机（UAV）三轴云台增稳控制中变量耦合的问题，提出一种基于扩张状态观测器（ESO）的无人机云台系统控制算法。首先，建立了无人机机载云台期望角的姿态解算算法模型；其次，构建了无人机机载云台位置环和速度环的串级比例-积分-微分（PID）控制回路；最后，引入ESO对机载云台角速度项在线实时估计，解决角速度项由于高耦合、多外扰导致的难以直接测量的问题，并对各通道的控制输入进行补偿。实验结果表明，所提算法在无指令、有指令和综合任务场景下的角度均方根误差分别为0.235 7°、0.631 7°和0.946 3°，与传统PID算法相比，所提算法的角度误差分别降低了69.43%、53.29%和50.43%。可见，所提算法对外界扰动的抗干扰能力更强，控制精度更高。
