在伺服系统中,驱动电机与负载之间通常采用减速机构传动,不可避免会引入传动间隙。而系统中一旦出现间隙,就容易引起极限环振荡,进而产生噪声,加剧机械磨损,降低系统控制精度。因此,全面的研究极限环特性,并采取相应的抑制措施降低极限环的负面影响,具有非常重要的工程价值与研究意义。本文以含间隙双惯量伺服系统为研究对象,主要针对间隙非线性引发的极限环振荡现象进行研究,并利用线性状态反馈控制方式消除极限环振荡,从而提高伺服系统性能。本文首先研究了间隙的建模方法,并从伺服系统抽象出含间隙双惯量系统模型,根据其运动学方程组,求得系统固有谐振频率。同时,分析了半闭环和全闭环控制方式及优缺点。研究发现,间隙存在会降低半闭环伺服系统的控制精度,会使全闭环伺服系统产生极限环振荡现象。接着,本文采用描述函数法对极限环进行了深入剖析。基于描述函数分析法,对闭环系统控制框图进行化简,分离出线性部分与非线性部分,以奈奎斯特判据为依据,分析了极限环的存在性和稳定性,并准确预测出极限环频率。同时,研究了不同控制刚度和传动间隙对极限环的影响。然后,本文分别提出了传统陷波滤波器和状态反馈补偿两种抑制方案,并最终以后者作为核心方案,验证了极限环抑制的有效性。状态反馈补偿策略根据极点配置的思想,设计状态反馈系数,将双惯量系统等效为单惯量系统,从而消除极限环对系统的影响,实现高精度位置跟踪特性。同时,设计了3阶巴特沃斯滤波器对反馈信号进行降噪处理,进一步提高控制精度。最后,在间隙实验平台上分别验证了上述极限环特性分析及抑制方法的有效性。在机理分析部分,分别验证了极限环频率的理论推导,稳定性分析,以及不同系统参数对极限环的影响。在极限环抑制部分,对比传统陷波滤波器与状态反馈控制,并在后者基础上,从不同控制刚度、不同间隙值,以及不同负载等方面验证了该方法的有效性。