伺服控制系统是机器人系统中极其重要的一部分,伺服控制系统性能的优劣,直接决定了机器人在工作运行过程中能否满足控制精度的要求。在设计整定以及调试一个快响应性和高稳定性的伺服控制系统时,需要充分的了解伺服系统的组成、伺服电机的工作原理和控制模式、PID控制器的工作原理等。论文分析论述了伺服系统相关基础理论,以伺服电机的三种控制模式为切入点,选择分析关节机器人中比较常用的基于速度控制模式和位置控制模式这两种伺服控制系统进行研究。建立了这两种控制模式下的伺服控制系统的数学模型,在Simulink中对基于速度控制模式和位置控制模式的伺服控制系统进行PID控制器的矢量仿真建模。把通过伺服电机选型计算出来的伺服电机参数和通过伺服三环系统的数学模型计算出来的PID控制器增益参数带入到相对应的矢量仿真系统中,用来验证仿真模型的正确性。当搭建的矢量仿真模型满足伺服系统的控制要求时,对基于速度控制模式下的伺服控制系统进行关于速度环PI增益参数的调试,来分析速度环比例增益参数和积分增益参数对伺服控制系统动态特性的影响,对基于位置控制模式下的伺服控制系统进行关于位置环P增益参数的调试,来分析位置环比例增益参数对伺服控制系统动态特性的影响。通过工程设计整定的伺服系统控制器增益参数,往往不是控制器的最优值,一般可以通过遗传算法和单纯形法加上合适的优化准则,来对控制器的增益参数进行合理的优化,把优化后的PID控制器增益参数带入到伺服控制系统的仿真模型中,能达到更加优异的控制效果。