本文分析了高动态位置伺服系统控制中存在的问题，建立了高动态位置伺服系统控制设计的标称模型，并从鲁棒控制设计角度，提出采用鲁棒二自由度控制结合μ综合设计方法，建立了鲁棒二自由度控制结构，完成了控制器的设计；设计了实际系统实验方法，建立了基于实际位置伺服系统的仿真平台，并在仿真平台上验证了鲁棒控制器的有效性。首先，结合永磁同步电机驱动系统的原理，建立了位置伺服系统的基本机理模型；针对高动态位置伺服系统中存在的高频谐振问题，建立了谐振模态的数学模型。在此基础上，建立了包含弹性模态的高动态位置伺服系统控制设计的标称对象模型，并分析了模型误差，给出了高阶标称模型的辨识方法和不确定性上界的辨识方法。其次，基于实际系统实验结果，搭建了位置伺服系统的仿真平台。这一部分建立了实际系统中非线性特性的机理模型，进行仿真平台参数确定的实验设计，给出了数据处理方法及辨识结果。组建了仿真平台并将其特性与实际系统的特性进行了比较，验证了仿真平台的有效性。然后，讨论高动态位置伺服系统控制中存在的问题，针对问题的特点提出采用鲁棒二自由度控制结合μ综合方法进行控制设计。给出模型不确定性的描述，建立了鲁棒二自由度控制结构，确定了各加权函数的选取原则，给出了控制器求解方法，讨论了D-K迭代求解过程中特殊定标矩阵的选取问题。最后，基于实际位置伺服系统特性，辨识得到了高阶标称对象模型，获取了实际系统不确定性上界。按照给出的加权函数选取原则，确定了各个加权函数。在此基础上，采用μ综合方法设计控制器，给出了控制设计结果，并在仿真平台中验证控制方法的有效性。