随着伺服系统在工业制造装备中应用越来越广,人们对其控制精度提出了更高的要求。减小伺服系统跟踪误差是提高控制精度的主要方法之一,又因为转动惯量是一个影响伺服系统动态性能且不稳定的伺服系统参数,因此本文建立了能够反映转动惯量变化的伺服系统变参数传递函数模型,提出了基于该模型的跟踪误差在线补偿方法。首先,本文对伺服系统进行逐环路分析,建立了伺服系统整体模型并对其进行适当简化,同时分析了转动惯量随负载质量变化的一般规律。通过分析转动惯量与伺服系统传递函数模型各参数的变化关系,提出了伺服系统的变参数传递函数模型。最后,分析了伺服系统跟踪误差的主要来源。其次,为了建立能够反应伺服系统转动惯量变化的变参数传递函数模型,本文引入了带遗忘因子的递推最小二乘法,以此为基础,设计了伺服系统转动惯量的在线辨识方法。然后,本文通过研究迭代预补偿方法的补偿机理,发现该方法无法适应实际工作时转动惯量的变化。为了克服这一方法的局限性,本文将伺服系统的变参数模型与迭代预补偿方法相结合,提出了基于伺服系统变参数模型的跟踪误差在线补偿方法。最后,搭建了基于Twin CAT的运动控制实验平台,利用实验平台与Matlab进行参数辨识与跟踪误差补偿的仿真与实验。通过参数辨识实验建立了实验平台的变参数传递函数模型,误差补偿的仿真与实验结果表明:与迭代预补偿方法相比,在转动惯量发生变化时,本文所提出的误差补偿方法具有更强的鲁棒性与更高的控制精度。在转动惯量不变时,该方法依旧能对跟踪误差进行有效补偿。