本文主要针对角加速度伺服控制系统进行了设计研究,以典型机电伺服系统为背景,针对被控对象中存在的非线性摩擦、干扰力矩和负载变化等问题,在对加速度反馈性能进行研究的基础上,应用滑模控制理论结合角加速度反馈对该伺服控制系统进行设计,研究的内容主要在以下几个方面:(1)角加速度伺服性能分析。针对伺服系统中存在的主要控制难点,分析了加速度反馈对系统性能的改善,说明了加速度反馈控制是一种基于传感器的鲁棒控制策略。(2)角加速度观测器的设计。基于角位置测量元件,设计了基于最小二乘法的FIR滤波和卡尔曼滤波估计器,并与常规的微分算法做了对比研究,指出在带宽要求不高的场合下可满足使用要求;并基于滑模控制方法设计了边界层观测器,仿真表明其具有良好的动态观测能力及鲁棒观测性。(3)基于角加速度反馈的滑模控制器设计。首先介绍了一般的PDD2控制方法及缺点,然后给出了基于角加速度反馈的滑模控制器设计方法。加速度反馈与滑模控制相结合,可以更好地抑制系统中的不确定性和外扰,提高系统性能。(4)角加速度控制器在转台系统中的应用。将上述设计的控制系统应用到角加速度仿真转台系统中,仿真结果表明,基于直接测量角加速度反馈的滑模控制器具有控制精度高、适应性好以及抑制干扰能力强的优点,而基于观测器反馈的伺服方法不能完全抑制摩擦力的影响,因而对于角加速度控制则存在一定的缺陷性。