随着现代工业和航空航天的不断发展,大惯量负载伺服系统得到了快速发展,对伺服系统电机驱动功率和控制精度的要求也越来越高。为了简化问题和便于控制器设计,传统的电机传动模型直接将负载侧的惯量等特征量直接折算到电机侧,忽略了传动的柔性及其与系统运动的耦合。但是随着电机功率和负载惯量的增大,其柔性变形对系统整体运动以及动力学特性的影响己经不能忽略。因此,针对大惯量负载伺服系统的高性能控制研究具有非常重要的意义。本文以一类大惯量负载伺服系统为研究对象,综合考虑系统传动柔性、未建模动态和外界扰动,进行了动力学建模研究并设计了自适应鲁棒控制器。主要工作包括：对大惯量负载传动系统动力学特性进行了深入分析和研究,针对大惯量负载伺服系统,依据牛顿运动学建立了基于典型大惯量负载伺服系统的动力学模型,依据模态分析和模态截断理论建立了多变量系统动力学模型；针对具有未建模动态、外界扰动的大惯量负载伺服系统,分别设计了基于Backstepping的自适应鲁棒控制器和MIMO自适应鲁棒控制器,实现了控制系统的渐近稳定跟踪,并对控制器的性能进行了仿真验证；为了有效克服测量噪声影响,进一步提高控制性能,设计了基于期望补偿的自适应鲁棒控制器,实现了控制系统的渐近稳定跟踪和鲁棒性能的提高,并对控制器的性能进行了仿真验证；针对实际ECP205惯量测试系统,完成了基于Backstepping的自适应鲁棒控制器和基于期望补偿的自适应鲁棒控制器的系统调试,验证了控制器的渐近稳定跟踪性能。