由于独特的空间位置和潜在资源,月球成为人类开展深空探测的首选目标,也是人类向外层空间发展的理想基地和前哨站。然而,月球重力加速度约为地球的1/6,在地球上进行月面巡视器低重力试验时,必须在地球g重力加速度环境下复现1/6g环境下巡视器的受力情况。为了实现此目标,需要恒拉力机构产生1/6mg的拉力,同时保证伺服系统适应大范围、高精度的伺服需求,确保拉力总是垂直向上。本文主要研究巡视器地面低重力模拟系统中的伺服控制问题,利用天车与跟踪平台作为执行机构;采用二级控制的控制方案来实现对月球巡视器大范围、高精度的伺服跟踪。其中,天车实现伺服控制系统大范围的需求;跟踪平台实现高精度的需求。两级装置各自发挥自身的优势,互相补充共同完成伺服任务。在实现二级控制的过程中,由于天车与跟踪平台的动力学耦合,使得跟踪平台控制系统中产生正反馈信号,导致其失稳。本文采用限幅电路的方法限制了正反馈信号,从而解决了系统的发散问题。此外本文还完成了控制系统执行机构选型、控制流程设计、控制算法分析等工作。通过仿真分析可以看出,伺服系统的稳态误差、动态误差等反应控制系统性能的参数均达到了试验要求;加之该方案经过多方验证,证明该方案有较强的工程实践性。所以利用该方案实现伺服系统大范围、高精度的伺服要求是可行的。