本文以工程项目“***伺服系统技术研发”为背景。该系统设计时因特殊任务需求,需驱动不同类型负载,因而系统负载转动惯量存在较大的变化,如在控制器设计时不加以处理,则会造成性能下降,甚至失稳。为了解决变惯量伺服系统的控制问题,本文将经典PID控制与神经元网络控制相结合,进行了较深入的研究。本文首先介绍了该伺服系统的总体设计方案,给出了硬件系统具体设计与工程实现。针对变惯量情况建立了该伺服控制系统的数学模型,利用经典控制理论分析了惯量变化对伺服系统稳定性及控制性能的影响,并利用MATLAB对变惯量伺服系统经典PID控制进行了仿真研究。针对经典PID控制的不足,提出了PID神经元网络控制器方案,设计了PID神经元网络控制器；研究了PID神经元网络控制器的学习算法,PID神经元网络连接权重初值的选取,并对PID神经元网络控制系统稳定性进行了分析,且从理论上给出了各层权重值学习和修改步长的取值范围；最后对变惯量伺服系统PID神经元网络控制进行了仿真研究。仿真结果表明,本文所研究的PID神经元网络控制器对此类变惯量伺服系统具有较好的控制效果。