随着伺服系统对控制精度、响应速度以及鲁棒性要求的不断提高，传统单级驱动伺服系统无法同时兼顾上述性能要求，因而两级驱动伺服系统得到了很好的发展和广泛的应用。　　本课题源于某型高精度伺服系统实际项目，任务是研制该项目中的两级驱动伺服系统，并研究其伺服控制算法。　　首先，设计了系统的总体结构，粗通道平台采用交流永磁同步电机实现全角运行，精通道平台采用直驱电机实现精调节，两级平台之间以绝对坐标的方式进行连接。　　然后，建立PMSM和直驱电机的数学模型，基于矢量控制原理在Simulink中分别搭建粗通道平台和精通道平台三闭环结构仿真模型，并结合总体设计结构建立转台伺服系统整体仿真模型。　　其次，分别设计了两级平台位置环整数阶PID控制器，研究了两级协调控制模块双边界阈值算法。针对系统控制性能的不足，对控制算法和协调控制模块进行了改进。引入前馈控制解决系统滞后问题，同时改进两级平台间的连接策略，使粗通道平台轻微超调，精通道平台补偿系统误差，并对两级协调控制模块阈值寻优。改进后系统响应速度明显提高，控制精度满足设计要求。　　最后，在两级驱动仿真模型中对分数阶PIλDμ控制器设计进行研究。基于两级平台被控对象模型，结合Z-N分数阶PIλDμ控制器参数整定方法，设计满足稳定性裕度和增益鲁棒性条件的分数阶PIλDμ控制器。采用改进的Oustaloup滤波器在Simulink中建立分数阶PIλDμ控制器模块，针对系统中存在扰动、负载发生改变以及系统参数变化等情况研究控制器的控制性能。仿真结果表明，分数阶PIλDμ控制器精度更高且具有更好的鲁棒性和抗干扰能力。