本发明公开了一种无波前探测自适应光学系统及其快速无模型控制方法。首先构建系统的Hadamard矩阵；每次迭代中，利用Hadamard矩阵和非Kolmogorov湍流统计规律生成湍流Zernike多项式系数扰动向量；将扰动向量转换为变形镜控制电压向量；计算控制电压作用下成像系统所获图像的图像质量评价函数值；根据扰动向量和图像质量评价函数值更新湍流Zernike多项式系数扰动向量，完成迭代。本发明的实施不需要借助无波前探测自适应光学系统的系统模型，可移植性强；根据大气湍流统计规律确定扰动向量并将其作为湍流Zernike多项式系数扰动向量的寻优方向，收敛速度快；Hadamard矩阵提高了方法的可靠性，实现更为快捷、容易，对提升无波前探测自适应光学系统的性能具有重要意义。