摩擦和齿隙是干扰伺服系统性能的两种主要非线性因素,容易造成低速“爬行”、驱动延时、极限环振荡等问题,降低系统跟踪精度。研究者通常忽略一些次要因素,仅对最主要的一种非线性予以补偿,在实际应用中取得了一定效果。然而,在实际系统中,摩擦和齿隙的影响同时存在、相互叠加。在一些高精度伺服系统中,这种只考虑单一非线性因素补偿的控制方法,获得的效果并不是很理想。基于以上问题,本文以转台伺服系统为研究对象,研究了摩擦和齿隙的补偿控制问题,主要内容如下:1、模型建立。结合转台伺服系统的结构特点,利用机理分析方法,构建考虑摩擦、齿隙非线性的系统整体数学模型。其中,重点针对传统LuGre摩擦模型不稳定的问题,对其进行了分析和改进。2、摩擦补偿研究。为抑制摩擦对伺服系统性能的影响,设计滑模控制器,通过增强系统抗干扰能力,从而抑制摩擦扰动,并进行了仿真验证。3、齿隙补偿研究。针对齿隙影响伺服系统性能的问题,引入近似“死区”函数,基于状态反馈递推设计了反步控制器。最后,与PID控制进行仿真对比,结果证明该方法能有效抑制齿隙影响。4、研究摩擦和齿隙同时存在、模型参数未知的一类伺服系统的控制问题。基于滑模和反步思想,使用自适应RBF神经网络系统估计包括摩擦、齿隙在内的非线性环节,设计了反步滑模控制器。其次,通过选择合适的Lyapunov函数,分析了系统的稳定性。最后,仿真证明了该控制策略能克服摩擦和齿隙影响,提高系统跟踪精度。