随着空袭武器性能的提高和低空突防能力的增强,对地面武器装备及水面舰艇进行打击的武器飞行速度和机动能力都有了显著提高,由此对中低空防空导弹武器系统在目标瞄准、跟踪和拦截能力等方面提出了更高的要求。导弹发射装置电液伺服系统的控制性能直接决定着防空导弹武器系统的跟踪和拦截精度,因此需要研究其高性能控制方法缩短发射装置的调转时间和提高跟踪精度。导弹发射装置电液伺服系统是高度非线性的系统,其非线性特性主要表现在导弹发射装置的机构非线性（液压缸活塞位移与导弹发射架的转角之间的非线性关系）、阀的压力流量非线性、阀的死区非线性等。此外,导弹发射装置电液伺服系统还存在诸多模型不确定性,具体可分为参数不确定性和不确定非线性。参数不确定性主要包括由于导弹的发射导致的负载质量降低和质心偏移,进而引起负载转动惯量的变化、因组件磨损或润滑条件引起的粘性摩擦和库伦摩擦系数的变化、由环境变化引起的液压油弹性模量的变化等。不确定非线性主要包括外干扰、未建模的液压缸和阀的泄漏、非线性摩擦、阀动态等。导弹发射装置电液伺服系统的非线性特性及不确定性已成为限制其伺服性能提升的决定性因素,传统基于线性化的控制方法已逐渐不能满足系统高性能需求。因此探究先进的高性能非线性控制方法,有效地克服非线性及模型不确定性对控制性能的影响,提升导弹发射装置电液伺服系统的跟踪性能是本文的主要内容。具体地,本文在以下几个方面开展研究工作:1.根据技术要求完成了对导弹发射装置电液伺服系统的主要参数的初步设计及元件的选型。建立了导弹发射装置电液伺服系统的非线性数学模型,该模型考虑了系统主要的非线性特性及模型不确定性,更准确地描述了实际系统的各动静态物理特性,为后续高性能非线性控制器设计奠定了基础。2.为克服导弹发射装置电液伺服系统的非线性特性及模型不确定性对系统性能的影响,基于导弹发射装置电液伺服系统的非线性模型,提出了非线性自适应积分鲁棒控制器,并证明了该控制策略的半全局渐近稳定性。该控制器通过一种积分鲁棒增益自调节的机制,有效地避免了积分鲁棒增益调节的随机性、保守性以及潜在的高增益反馈的问题,使控制策略更有利于工程应用。考虑到负载加速度信号严重的测量噪声对控制性能有不容忽视的影响,且实际的电液伺服系统同时存在匹配和不匹配的模型不确定性,本文提出了一种新型的连续积分鲁棒控制策略,可同时处理光滑且有界的匹配和不匹配模型不确定性,且不需要利用噪声污染严重的负载加速度信号,使系统获得了全局渐近稳定的结果。3.死区特性普遍存在于各种控制阀尤其是比例阀中,阀死区的存在容易导致系统控制性能退化、引起控制精度降低、极限环,甚至系统不稳定。因此,开展合理有效的阀死区补偿对于电液伺服系统高性能控制具有重要的实际意义。本文基于两类常见的处理死区问题的控制方法,提出了两种不同的考虑阀死区的电液伺服系统非线性控制策略。具体地,首先通过将阀的死区模型等价为一个具有时变增益的控制输入与一个有界的扰动项的组合,提出了自适应控制与扩张状态观测器有机结合的自抗扰自适应控制策略。该控制策略保留了自适应控制和基于扩张状态观测器的自抗扰控制各自的优点,并克服了其各自的缺点,提升了系统的跟踪性能。当系统同时存在参数不确定性、匹配和不匹配的时变不确定非线性、死区特性时,所提出的自抗扰自适应控制策略可保证系统的一致有界稳定性;此外,当系统只存在参数不确定性以及不确定非线性为常值时,所提出的自抗扰自适应控制策略还可获得渐近跟踪的性能。为实现更加精确的死区补偿并进一步提升系统的稳态跟踪性能,本文还精确地考虑了阀的死区特性,同时兼顾各种模型不确定的影响,基于光滑的死区逆将阀的死区特性线性参数化,提出了含阀的死区主动补偿的鲁棒自适应控制策略。该控制策略采用自适应的方法处理未知的系统参数及死区参数,同时融合了一种新颖的含扰动上界估计的非线性鲁棒控制律来克服各未建模扰动的影响,保证了闭环系统的渐近跟踪性能。4.开展合理有效的电液伺服系统阀动态补偿控制。对于电液伺服系统来说,其阀动态理论上应是三阶的,包括一阶电气动态及二阶阀芯动力学方程。然而,若将三阶的阀动态直接考虑到液压系统的非线性模型中,将造成基于backstepping方法的控制器设计出现“级数爆炸”的现象,极大地增加了控制器设计的复杂性,甚至根本不可能完成。因此,如何在控制器的设计中考虑阀动态的效应、充分利用阀的频宽,对于高性能的电液伺服系统控制具有重要的意义。通过分析阀的频域响应了解到,在我们感兴趣的频率范围内,阀动态的幅频特性几乎为零,其频域特性主要表现为相位滞后。因此,本文提出了采用时滞模型/环节来近似描述阀动态,将阀动态补偿问题在理论上转化为了输入时滞补偿问题。由于时滞模型不影响系统的阶次,因此简化了基于backstepping的电液伺服系统控制器设计。基于所提出的阀动态时滞模型,同时考虑速度及压力信号的测量噪声对于控制性能的影响,本文提出了基于扩张状态观测器的阀动态补偿输出反馈控制策略。所设计的扩张状态观测器可同时估计不可测的系统状态及未建模扰动,由阀动态引起的输入时滞则通过鲁棒时滞补偿反馈控制律有效地补偿,利用Lyapunov-Krasovskii泛函稳定性理论证明了闭环系统的一致有界稳定性。对于阀动态时滞模型中的时滞常数未知的更为一般的情况,本文提出了含阀动态补偿的自适应控制策略。在控制器的设计中,采用自适应律处理系统未知参数,同时设计了基于梯度法的未知时滞估计律实时估计阀动态时滞模型中的未知时滞常数,获得了一致有界的跟踪性能。5.利用双出杆液压缸位置伺服实验平台对上述提出的三类控制方法,即连续积分鲁棒控制方法、含阀死区补偿的鲁棒自适应控制方法和基于时滞模型的阀动态补偿输出反馈控制方法进行了实验验证并同现有的其他控制方法对比。通过实验结果的分析和比较,验证了所提出控制方法的有效性。