针对现有的直流伺服电机控制系统的不足,为了开发一个体积小、成本低、精度高、稳定性好的直流伺服电机控制系统,本文在控制系统硬件结构、软件系统、控制算法等多个方面进行了研究。主要研究内容有：第一,通过直流伺服电机控制系统的需求分析,完成了直流伺服电机控制系统的设计,包括控制器硬件设计、控制器软件设计和上位机软件设计。并制作出实验样机一台。实验样机的特点在于体积小、功率大。第二,将无模型自适应控制算法(MFAC)应用于电机速度控制,并提出一种改进的无模型自适应控制算法应用于电机的位置控制。通过MATLAB软件仿真研究与实验测试,验证了无模型自适应控制算法以及改进的无模型自适应控制算法对于电机速度和位置的实际控制效果。第三,通过与现有直流伺服电机控制器做对比实验,验证了样机的工作性能。另外,还通过实际的多角度观测系统应用实验,验证了该样机在实际项目中的控制效果以及控制系统的可靠性与稳定性。