近年来,中国人口红利逐渐消失,劳动力短缺和成本上升问题使得传统制造业转型升级势在必行,而“机器换人”成为企业提高生产效率、降低生产成本的必然选择。企业对于各种工业机械手的需求成爆发式增长,而机械手伺服控制系统作为机械手的核心,很大程度上决定了机械手的性能,但是目前我国高性能机械手的伺服控制系统主要依赖进口,价格高昂。而且机械手运行环境复杂,其性能易受参数变化、负载突变等干扰影响,所以机械手伺服控制系统的研究开发对于提高机械手性能、推动企业转型升级具有实际意义。本文在查阅相关文献、综述机械手伺服控制系统国内外研究发展现状的基础上,以三轴伺服机械手为研究对象,对机械手伺服控制系统建模、伺服控制算法、伺服控制器设计与软硬件实现进行研究。具体的研究内容如下:1、研究了机电一体化伺服控制系统的建模方法,通过分析机械手伺服控制系统结构,建立了机械手伺服控制系统四阶模型,并通过合理简化得到了机械手伺服控制系统的简化二阶模型。2、研究和分析了传统的PID控制方法与自抗扰控制技术。采用简化的线性二阶自抗扰结合增强微分器完成了新型伺服控制器的设计,并通过仿真实验,验证了所设计的伺服控制器的可行性。3、根据机械手伺服控制系统功能和性能需求,对伺服控制器的硬件电路与软件进行了详细的设计。完成了系统印制电路板的设计与制作和主要模块软件编码。4、对伺服控制器主要功能模块进行了调试,利用所设计的伺服控制器与驱动器搭建伺服控制系统实验平台,并通过实验验证了系统软硬件设计的合理性与伺服控制算法的有效性。最后总结全文工作,分析了研究中存在的不足并指出今后的研究方向。