液压伺服关节是组成液压机器人的基本部件,其控制响应特性直接影响机器人的动态性能。本文针对叶片摆动缸式机器人旋转伺服关节的电液伺服系统中存在的多种非线性因素以及不确定因素扰动影响的问题,为提高电液伺服系统的控制精度和鲁棒性,提出了基于常规PID控制、模糊自适应PID、反馈线性化滑模变结构控制三种控制器,并通过仿真试验对控制器的控制性能作对比分析,最后总结得出控制性能最佳的一种控制器。首先,针对液压伺服系统中常用的伺服阀、比例阀、电磁式高速开关阀进行比较与分析,得出电磁式高速开关阀的控制性能、响应特性以及抗污染能力更强,在设计系统回路时采用电磁式高速开关阀进行系统的控制,随后建立电磁式高速开关阀的仿真模型对其性能进行分析与验证,得出可用于提高其响应特性的方法。其次,分析整个阀控伺服关节的数学模型,得出其流量特性方程以及力矩平衡方程,明确伺服关节系统的预期性能指标,随后对所要应用的三种控制器进行理论与控制原理分析,之后结合伺服系统的数学模型进行控制器的设计。最后,利用Amesim与Matlab软件搭建系统的仿真模型,编写控制函数,验证控制器的性能。通过仿真对比分析得出,在理想状态即系统无干扰状态下,三种控制器都能够迅速、稳定的跟踪目标曲线进行运动,其中反馈线性化滑模变结构控制器的响应速度最快,跟踪误差最小;在系统存在时变负载干扰的状态下,三种控制器的响应速度都略有下滑,其中常规PID、模糊自适应PID跟踪曲线出现明显波动,而滑模变结构控制器在达到滑模面后稳定运行;在此之上,叠加液压油源波动的干扰来进一步考验滑模变结构控制器的鲁棒性,结果显示其跟踪状态依旧稳定,由此得出,滑模变结构控制系统的启动速度更快、抗冲击扰动能力强,鲁棒性极佳,且该控制器控制下的伺服关节各项指标能够达到预期目标,甚至优于预期目标,满足了其在机器人领域的应用要求。