两级驱动（DSA）控制系统作为一种新颖的机电一体化系统引起了许多学者的研究兴趣，并在很多领域已有着广泛的应用。DSA系统由一级驱动和二级驱动串联组成，研究者通过设计合适的控制算法，可以使这两个驱动的性能形成互补。因此，在工业应用上，DSA系统显示出其独有的先进性和优越性。DSA系统存在多种控制算法，主要有PID控制；预测控制；鲁棒控制等，这些算法各有优缺点。本文在简要介绍了DSA系统模型的基础上研究设计了两种新的控制算法，一定程度上提升了系统性能。论文主要工作有：第一章简要介绍了DSA系统的发展历史和国内外研究现状；第二章概括了线性控制系统和数字信号处理方面的基础背景知识。第三章介绍了DSA系统的物理模型，重点介绍了一级驱动中摩擦和扰动的补偿机理。第四章给出了复合非线性控制算法。首先，为一级驱动设计PTOS算法来得到一个有小超调的系统，并在二级驱动上采用复合非线性控制算法来降低由一级驱动引起的超调，然后，就系统性能提升的问题进行了详细的参数设计，最后本章利用simulink搭建了仿真平台。实验结果显示了所提方法在提升系统性能方面的优越性。第五章设计了带摩擦补偿的多采样率控制算法，旨在减少系统的计算负载，提高系统性能。多采样率控制算法通过减缓一级驱动的更新时间，可以在不降低系统整体性能的情况下减少系统总的计算负载。最后通过仿真平台测试了抽取率m和摩擦补偿器对系统整体性能的影响。第六章总结全文，并对后续工作进行了初步的展望。